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JP2020099415A - Pedometer and pedometer program - Google Patents

Pedometer and pedometer program Download PDF

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JP2020099415A
JP2020099415A JP2018238154A JP2018238154A JP2020099415A JP 2020099415 A JP2020099415 A JP 2020099415A JP 2018238154 A JP2018238154 A JP 2018238154A JP 2018238154 A JP2018238154 A JP 2018238154A JP 2020099415 A JP2020099415 A JP 2020099415A
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Abstract

【課題】小型かつ廉価な歩数計によって、歩行における体の傾きを的確に捉えることができ、且つ骨格の歪みや不均一性によって生じる体幹部の軸のブレの把握が容易になり、リハビリや運動機能の改善・向上に有用な歩数計及び歩数計用プログラムを提供する。【解決手段】3軸加速度センサ10を使用者Gに装着し該使用者Gの姿勢を検出する歩数計1において、個人データ設定手段20と、高帯域重力加速度検出手段31Hと、低帯域重力加速度検出手段31Lと、低帯域左右加速度検出手段32と、低帯域前後加速度検出手段33と、歩数計数手段35と、左右傾斜度検出手段36と、前後傾斜度検出手段37とを備え、使用者Gの左右傾斜度データS7と前後傾斜度データS8とから姿勢状態データS9を検出する構成とした。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately grasp the inclination of the body during walking by a small and inexpensive pedometer, and to easily grasp the deviation of the axis of the trunk caused by the distortion and non-uniformity of the skeleton, and rehabilitation and exercise. We provide pedometers and programs for pedometers that are useful for improving and improving functions. SOLUTION: In a pedometer 1 in which a 3-axis acceleration sensor 10 is attached to a user G to detect the posture of the user G, a personal data setting means 20, a high-band gravity acceleration detecting means 31H, and a low-band gravity acceleration are used. A user G includes a detection means 31L, a low-band left-right acceleration detection means 32, a low-band front-back acceleration detection means 33, a step count counting means 35, a left-right inclination detection means 36, and a front-back inclination detection means 37. The posture state data S9 is detected from the left-right inclination data S7 and the front-back inclination data S8. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は歩数計及び歩数計用プログラムに係わり、特に使用者の歩行時や日常生活における姿勢の検出・記録を容易にする歩数計及び歩数計用プログラムに関する。 The present invention relates to a pedometer and a program for a pedometer, and more particularly to a pedometer and a program for a pedometer that facilitate detection and recording of a posture of a user while walking or in daily life.

高齢化や、脳疾患等様々な要因によって運動機能や平衡機能に支障を持つ障害者が増えている。一方、運動機能低下や平衡機能低下を回復させるための適度な運動、特に歩行が推奨されているが、たとえば歩行時の姿勢が悪い場合には期待した効果が得られないばかりか、かえって身体に悪影響を生じることもある。このため歩行姿勢の状態を把握することはきわめて重要であり、これに関連する技術が下記の特許文献1に開示されている。 Due to various factors such as aging and brain diseases, the number of people with disabilities who have difficulty in motor function and balance function is increasing. On the other hand, it is recommended that a moderate amount of exercise, especially walking, is used to recover the decreased motor function and decreased equilibrium function. There may be adverse effects. Therefore, it is extremely important to grasp the state of the walking posture, and a technique related to this is disclosed in Patent Document 1 below.

特許文献1においては、本体部と、当該本体部の加速度を検出するための加速度センサと、歩行姿勢を表わす指標値を算出するための演算手段と、歩行姿勢を表わす指標における指標値と歩行レベルとの対応を記憶する記憶手段と、歩行姿勢の判定結果として前記演算手段で算出された前記指標値の属する歩行姿勢レベルを出力するための出力手段とを備え、歩幅、重心バランス、および歩隔のうちの少なくとも1つの指標によって歩行姿勢をグラフ上に画面表示し、姿勢の改善や矯正を可能とする歩行姿勢判定装置が開示されている。 In Patent Document 1, a main body portion, an acceleration sensor for detecting an acceleration of the main body portion, a calculation unit for calculating an index value indicating a walking posture, an index value in the index indicating a walking posture, and a walking level. And the output means for outputting the walking posture level to which the index value calculated by the calculation means as the result of the walking posture determination, the stride length, the center of gravity balance, and the step interval. There is disclosed a walking posture determination device that displays a walking posture on a screen on a graph according to at least one of the indexes to enable improvement and correction of the posture.

特開2011−78534号公報JP, 2011-78534, A

特許文献1に開示された従来技術においては、歩行姿勢の評価は、歩幅や重心バランスや歩隔によってなされるので、骨格の歪みや不均一性によって生じる体の傾きが把握できないという問題点がある。 In the conventional technique disclosed in Patent Document 1, since the walking posture is evaluated based on the stride, the balance of the center of gravity, and the step, there is a problem that the inclination of the body caused by the skeletal distortion or the nonuniformity cannot be grasped. ..

本発明は上記した従来技術の問題点を解決し、装置が小型で廉価であり更に日常生活の中で携帯可能であって、使用者の歩行時や日常生活における体の傾きを正確に検出し記録を容易に行える歩数計及び歩数計用プログラムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, the device is small and inexpensive, and is portable in daily life, and accurately detects the inclination of the body of the user during walking or daily life. An object of the present invention is to provide a pedometer and a pedometer program that can easily record.

上記課題を解決するための本発明の構成を詳述すれば、請求項1に係る発明は、3軸加速度センサを使用者に装着し該使用者の姿勢を検出する歩数計において、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の高帯域成分を高帯域重力加速度信号として出力する高帯域重力加速度検出手段と、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域重力加速度信号として出力する低帯域重力加速度検出手段と、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における左右方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域左右加速度信号として出力する低帯域左右加速度検出手段と、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における前後方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域前後加速度信号として出力する低帯域前後加速度検出手段と、前記高帯域重力加速度信号に基づき前記使用者の歩数データを出力する歩数計数手段と、前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域左右加速度信号とから前記使用者の左右傾斜度データを算出する左右傾斜度検出手段と、前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域前後加速度信号とから前記使用者の前後傾斜度データを算出する前後傾斜度検出手段と、を備えたことを特徴とする歩数計である。 The configuration of the present invention for solving the above-mentioned problems will be described in detail. The invention according to claim 1 is a pedometer for mounting a 3-axis acceleration sensor on a user and detecting the posture of the user, Based on an acceleration signal from the acceleration sensor, a high-band gravity acceleration detecting means for outputting a high-band component of the acceleration signal in the gravity direction of the user as a high-band gravity acceleration signal, and the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor, A low-band gravity acceleration detecting means for outputting a low-band component of the acceleration signal in the gravity direction of the user as a low-band gravity acceleration signal, and a lateral acceleration signal of the user based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor. Low-band lateral acceleration detection means for outputting the low-band component as a low-band lateral acceleration signal, and a low-band longitudinal acceleration signal for the low-band component of the longitudinal acceleration signal of the user based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor. As a low-band longitudinal acceleration detection unit, a step count unit that outputs the step count data of the user based on the high-band gravity acceleration signal, the low-band gravity acceleration signal, and the low-band lateral acceleration signal Left and right inclination degree detecting means for calculating the left and right inclination degree data of the user, and front and rear inclination degree detecting means for calculating the front and rear inclination degree data of the user from the low band gravity acceleration signal and the low band longitudinal acceleration signal. It is a pedometer characterized by having.

また、請求項2に係る発明は、前記左右傾斜度データと前記前後傾斜度データとから使用者の姿勢状態データを検出する姿勢状態検出手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の歩数計である。 Further, the invention according to claim 2 is provided with an attitude state detecting means for detecting the attitude state data of the user from the lateral inclination data and the longitudinal inclination data. It is a pedometer.

さらに、請求項3に係る発明は、前記姿勢状態データは8ビットのデジタル信号で構成され、前記左右傾斜度データを前記8ビットの上位4ビットで構成するとともに前記前後傾斜度データを前記8ビットの下位4ビットで構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の歩数計である。 Further, in the invention according to claim 3, the posture state data is composed of an 8-bit digital signal, the left-right inclination data is composed of upper 4 bits of the 8-bit, and the front-rear inclination data is composed of the 8-bit. The pedometer according to claim 1 or 2, wherein the pedometer is configured by the lower 4 bits of.

さらに、請求項4に係る発明は、3軸加速度センサを使用者に装着し該使用者の姿勢を検出する歩数計用プログラムであって、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の高帯域成分を高帯域重力加速度信号として出力する高帯域重力加速度検出ステップと、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域重力加速度信号として出力する低帯域重力加速度検出ステップと、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における左右方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域左右加速度信号として出力する低帯域左右加速度検出ステップと、前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における前後方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域前後加速度信号として出力する低帯域前後加速度検出ステップと、前記高帯域重力加速度信号に基づき前記使用者の歩数データを出力する歩数計数ステップと、前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域左右加速度信号とから前記使用者の左右傾斜度データを算出する左右傾斜度検出ステップと、前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域前後加速度信号とから前記使用者の前後傾斜度データを算出する前後傾斜度検出ステップと、を備えたことを特徴とする歩数計用プログラムである。 Further, the invention according to claim 4 is a pedometer program for mounting a triaxial acceleration sensor on a user and detecting the posture of the user, wherein the user is based on an acceleration signal from the triaxial acceleration sensor. A high-band gravity acceleration detection step of outputting a high-band component of the acceleration signal in the gravity direction as a high-band gravity acceleration signal, and a low band of the acceleration signal in the gravity direction of the user based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor. A low-band gravitational acceleration detection step of outputting a component as a low-band gravitational acceleration signal, and outputting a low-band component of a left-right acceleration signal of the user as a low-band lateral acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor. A low-band lateral acceleration detection step, and a low-band longitudinal acceleration detection step of outputting a low-band component of a longitudinal acceleration signal of the user as a low-band longitudinal acceleration signal based on an acceleration signal from the triaxial acceleration sensor. A step counting step of outputting step number data of the user based on the high band gravity acceleration signal, and a left and right inclination for calculating left and right inclination data of the user from the low band gravity acceleration signal and the low band left and right acceleration signal Degree detection step, and a front-back inclination detection step of calculating front-back inclination data of the user from the low-band gravity acceleration signal and the low-band front-back acceleration signal. Is.

本発明によれば、小型かつ廉価な歩数計によって、歩行における体の傾きを捉えることが可能となるので骨格の歪みや不均一性によって生じる体幹部の軸のブレの把握が容易になり、リハビリや運動機能の改善・向上に有用な歩数計及び歩数計用プログラムが実現する。 According to the present invention, it is possible to capture the inclination of the body during walking with a small and inexpensive pedometer, which makes it easy to grasp the blurring of the trunk axis caused by the distortion and nonuniformity of the skeleton, and the rehabilitation A pedometer and a pedometer program useful for improving and improving motor function are realized.

本発明に係わる歩数計の全体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the whole composition of the pedometer concerning the present invention. 本発明に係わる歩数計の表示部の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the display part of the pedometer which concerns on this invention. 本発明に係わる歩数計の使用例を説明する外観図である。It is an external view explaining the usage example of the pedometer according to the present invention. 本発明に係わる歩数計における動作原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the operation principle in the pedometer which concerns on this invention. 本発明に係わる歩数計における動作を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining the operation of the pedometer according to the present invention.

以下、図1から図5を用いて本発明に係わる歩数計1の具体的構成を説明する。
本発明は、使用者に備えられた歩数計1における3軸加速度センサ10の出力データから、使用者の姿勢における左右及び前後の傾きを15°単位で検出し、13段階に分類して表示するようにしたものである。なお、以下の記述において、「歩行」中にはジョギング程度の「走行」も含むものとして記述する。また、以下に示す実施形態は、本発明に係わる技術思想を具体化するための歩数計及び歩数計用プログラムの一例を示すものであって、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。特に、実施の形態に記載されている各構成要素の相対的配置等は特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎないものである。また、図面が示す各部材の大きさや位置関係等は説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、同一箇所、同一構成要素には同一符号を付与して重複する説明は省略する。
Hereinafter, a specific configuration of the pedometer 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
According to the present invention, the left and right and front and rear inclinations of the posture of the user are detected in 15° units from the output data of the triaxial acceleration sensor 10 in the pedometer 1 provided for the user, and the inclination is classified into 13 stages and displayed. It was done like this. In the following description, "walking" includes "running" as much as jogging. Further, the embodiment described below shows an example of a pedometer and a pedometer program for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. Absent. In particular, the relative arrangement of each component described in the embodiments and the like are not intended to limit the scope of the present invention thereto only unless specifically stated, but are merely illustrative examples. .. In addition, the size, positional relationship, and the like of each member illustrated in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation. Further, the same portions and the same components are given the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

〔構成の説明:図1〕
図1を用いて本発明に係わる歩数計1の構成を説明する。図1は本発明に係わる歩数計1の全体構成を示すブロック図である。
[Description of configuration: FIG. 1]
The configuration of the pedometer 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a pedometer 1 according to the present invention.

図1において、歩数計1は使用者に装着し、使用者の体動または姿勢により生じる互いに直角な3軸方向の加速度信号を出力する3軸加速度センサ10と、使用者の身長、体重、年齢及び性別等からなる個人データS2を出力する個人データ設定手段20と、3軸加速度センサ10から出力される加速度信号と個人データS2とから使用者の姿勢に係わるデータを演算する演算手段30と、表示手段(報知手段)40と、記憶手段50と、電源60とから構成される。なお、説明のため、図1には歩数計1とデータの送受信を行う外部の情報端末90と通信用の電磁界Wとを破線で示している。 In FIG. 1, a pedometer 1 is mounted on a user, and a 3-axis acceleration sensor 10 that outputs acceleration signals in 3-axis directions perpendicular to each other generated by the body motion or posture of the user, and the height, weight, and age of the user. And personal data setting means 20 for outputting personal data S2 including sex and the like, and arithmetic means 30 for calculating data relating to the posture of the user from the acceleration signal output from the triaxial acceleration sensor 10 and the personal data S2. The display unit (notifying unit) 40, the storage unit 50, and the power source 60 are included. For the sake of explanation, in FIG. 1, an external information terminal 90 that transmits and receives data to and from the pedometer 1 and an electromagnetic field W for communication are shown by broken lines.

3軸加速度センサ10はMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術により構成され、直立姿勢の使用者の重力方向に加わる加速度信号をy軸加速度信号S1yとして検出し、歩行方向に加わる加速度信号をz軸加速度信号S1zとして検出し、歩行方向と直角の左右方向に加わる加速度信号をx軸加速度信号S1xとして検出するように歩数計1に装着されている。 The triaxial acceleration sensor 10 is configured by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, detects an acceleration signal applied in the gravitational direction of a user in an upright posture as a y-axis acceleration signal S1y, and an acceleration signal applied in a walking direction is a z-axis acceleration. It is attached to the pedometer 1 so as to detect as a signal S1z and to detect an acceleration signal applied in the left-right direction perpendicular to the walking direction as an x-axis acceleration signal S1x.

なお、以下の説明において、y軸加速度信号S1yは重力方向をプラス側、z軸加速度信号S1zは進行方向をプラス側、x軸加速度信号S1xは左手方向をプラス側とする。 In the following description, the y-axis acceleration signal S1y has the gravity direction on the plus side, the z-axis acceleration signal S1z has the traveling direction on the plus side, and the x-axis acceleration signal S1x has the left-hand direction on the plus side.

個人データ設定手段20は有接点式スイッチで構成され、歩数計1の使用者の身長、体重、年齢及び性別等からなる個人データS2を使用開始前に予め設定しておくものである。 The personal data setting means 20 is composed of a contact switch, and presets personal data S2 including the height, weight, age, sex, etc. of the user of the pedometer 1 before starting use.

演算手段30はマイクロプロセッサで構成され、歩数計1の全体の動作を制御すると共に、3軸加速度センサ10が出力するx軸加速度信号S1xと、y軸加速度信号S1yと、z軸加速度信号S1zとに基づき、使用者の歩数や姿勢を解析するための高帯域重力加速度検出手段31H〜姿勢状態検出手段38に至る諸要素をソフトウエアの形で備えている。 The arithmetic means 30 is composed of a microprocessor, controls the entire operation of the pedometer 1, and outputs the x-axis acceleration signal S1x, the y-axis acceleration signal S1y, and the z-axis acceleration signal S1z output from the triaxial acceleration sensor 10. Based on the above, various elements from the high band gravity acceleration detecting means 31H to the posture state detecting means 38 for analyzing the number of steps and posture of the user are provided in the form of software.

記憶手段50はフラッシュメモリによる不揮発メモリであって、歩数や姿勢に係る諸データ及び日付情報を記憶する。通信手段70は外部の情報端末90と電磁界でデータの送受信を行う。なお記憶手段50及び通信手段70は演算手段30に内蔵させても良い。 The storage unit 50 is a non-volatile memory such as a flash memory and stores various data relating to the number of steps and posture and date information. The communication unit 70 transmits/receives data to/from an external information terminal 90 by an electromagnetic field. The storage unit 50 and the communication unit 70 may be incorporated in the calculation unit 30.

高帯域重力加速度検出手段31Hは、3軸加速度センサ10が出力するy軸加速度信号S1yを入力し、移動平均処理により、y軸加速度信号S1yに含まれる略0.5Hz以上のスペクトラムを有する信号を高帯域重力加速度信号S3Hとして出力する。 The high-band gravitational acceleration detection means 31H receives the y-axis acceleration signal S1y output from the 3-axis acceleration sensor 10 and performs a moving average process to obtain a signal having a spectrum of about 0.5 Hz or more included in the y-axis acceleration signal S1y. It is output as a high-band gravity acceleration signal S3H.

低帯域重力加速度検出手段31Lは、3軸加速度センサ10が出力するy軸加速度信号S1yを入力し、移動平均処理により、y軸加速度信号S1yに含まれる略0.005Hz以下のスペクトラムを有する信号を低帯域重力加速度信号S3Lとして出力する。 The low-band gravitational acceleration detection means 31L receives the y-axis acceleration signal S1y output from the triaxial acceleration sensor 10 and performs moving average processing to obtain a signal having a spectrum of approximately 0.005 Hz or less included in the y-axis acceleration signal S1y. The low-band gravity acceleration signal S3L is output.

低帯域左右加速度検出手段32は、3軸加速度センサ10が出力するx軸加速度信号S1xを入力し、移動平均処理により、x軸加速度信号S1xに含まれる略0.005Hz以下のスペクトラムを有する信号を低帯域左右加速度信号S4として出力する。 The low-band lateral acceleration detection means 32 inputs the x-axis acceleration signal S1x output from the triaxial acceleration sensor 10 and performs moving average processing to obtain a signal having a spectrum of approximately 0.005 Hz or less included in the x-axis acceleration signal S1x. The low-band lateral acceleration signal S4 is output.

低帯域前後加速度検出手段33は、3軸加速度センサ10が出力するz軸加速度信号S1zを入力し、移動平均処理により、z軸加速度信号S1zに含まれる略0.005Hz以下のスペクトラムを有する信号を低帯域前後加速度信号S5として出力する。 The low-band longitudinal acceleration detection means 33 inputs the z-axis acceleration signal S1z output from the triaxial acceleration sensor 10 and performs a moving average process to obtain a signal having a spectrum of approximately 0.005 Hz or less included in the z-axis acceleration signal S1z. The low-band longitudinal acceleration signal S5 is output.

歩数計数手段35は高帯域重力加速度信号S3Hを入力し、その振幅が所定の閾値を上回ると使用者が歩いたと判断し、閾値を上回った回数を積算して歩数データS6として出力する。 The step counting means 35 inputs the high-band gravity acceleration signal S3H, determines that the user has walked when its amplitude exceeds a predetermined threshold value, integrates the number of times the threshold value is exceeded, and outputs it as step number data S6.

左右傾斜度検出手段36は、低帯域重力加速度検出手段31Lが出力する低帯域重力加速度信号S3Lと、低帯域左右加速度検出手段32が出力する低帯域左右加速度信号S4とを入力して使用者の左右方向の傾きを算出し、15°単位で丸めて左右傾斜度データS7として出力する。 The left-right inclination detection means 36 inputs the low-band gravity acceleration signal S3L output by the low-band gravity acceleration detection means 31L and the low-band left-right acceleration signal S4 output by the low-band left-right acceleration detection means 32. The tilt in the left-right direction is calculated, rounded in units of 15°, and output as the left-right tilt degree data S7.

詳述すると、左右傾斜度検出手段36は、左右傾斜度データS7を、S7=Round(Ktan−1(S4/S3L)/15)の式に基づき算出し、使用者の左右方向の傾きを、15°、30°、45°、・・・、90°のように、15°単位で丸め、角度0°とプラス方向とマイナス方向とを含めた13段階の値を左右傾斜度データS7として出力する。なお、丸めの単位は15°以外でもよい。上記の式で、「Round」は計算式の結果を四捨五入する演算子である。 More specifically, the left/right inclination detecting means 36 calculates the left/right inclination data S7 based on the formula S7=Round(Ktan −1 (S4/S3L)/15) to calculate the inclination of the user in the left/right direction. Rounded in 15° units, such as 15°, 30°, 45°,..., 90°, and outputs 13 levels of values including an angle of 0°, plus direction and minus direction as left/right inclination data S7. To do. The rounding unit may be other than 15°. In the above formula, "Round" is an operator that rounds off the result of the calculation formula.

また、左右傾斜度検出手段36が出力する13段階の値は、4ビットのデジタル信号で構成する。すなわち、4ビットのデジタル信号は15種類の値を表現できるので、左右傾斜度データS7は、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、Cの13段階の値からなり、0、1、2、3、4、5はプラス方向の15°単位の傾斜度を、6は角度0°を、7、8、9、A、B、C、はマイナス方向の15°単位の傾斜度を、各々表現するように構成してある。 The 13-step value output by the left-right inclination detecting means 36 is composed of a 4-bit digital signal. That is, since a 4-bit digital signal can represent 15 kinds of values, the left-right inclination data S7 is 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C. It consists of 13 levels, 0, 1, 2, 3, 4, 5 is the inclination in increments of 15°, 6 is the angle of 0°, 7, 8, 9, A, B, C, It is so constructed that each inclination of 15° in the minus direction is expressed.

前後傾斜度検出手段37は、低帯域重力加速度検出手段31Lが出力する低帯域重力加速度信号S3Lと低帯域前後加速度検出手段33が出力する低帯域前後加速度信号S5とを入力し、使用者の前後方向の傾きを算出し、15°単位で丸めて前後傾斜度データS8として出力する。前後傾斜度データS8は、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、Cの13段階の値からなる。但し、次式、S8=Round(Ktan−1(S5/S3L)/15)に基づき算出する。
前後傾斜度データS8に関するその他の説明は前記左右傾斜度検出手段36における説明と同様なので省略する。
The longitudinal gradient detecting means 37 inputs the low-band gravity acceleration signal S3L output by the low-band gravity acceleration detecting means 31L and the low-band longitudinal acceleration signal S5 output by the low-band longitudinal acceleration detecting means 33, and inputs the front-back inclination of the user. The inclination in the direction is calculated, rounded in units of 15°, and output as front-rear inclination data S8. The front-back inclination data S8 is composed of values in 13 levels of 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, and C. However, it is calculated based on the following equation, S8=Round(Ktan −1 (S5/S3L)/15).
The other description of the front-rear inclination data S8 is the same as that of the left-right inclination detecting means 36, and will be omitted.

姿勢状態検出手段38は、左右傾斜度検出手段36が出力する左右傾斜度データS7と前後傾斜度検出手段37が出力する前後傾斜度データS8とを入力し、使用者の3次元状の姿勢を表わす姿勢状態データS9を出力する。姿勢状態データS9は、記憶手段50に収納されている上位下位ともに4ビットで構成された1バイトのデジタル信号で、左右傾斜度データS7を姿勢状態データS9の上位4ビットに記憶するとともに、前後傾斜度データS8を姿勢状態データS9の下位4ビットに記憶するようになし、1バイトのデジタル信号である姿勢状態データS9によって、使用者の姿勢の状態を表現する。 The posture state detecting means 38 inputs the left-right inclination degree data S7 output by the left-right inclination degree detecting means 36 and the front-rear inclination degree data S8 output by the front-rear inclination degree detecting means 37 to determine the three-dimensional posture of the user. The indicated posture state data S9 is output. The posture state data S9 is a 1-byte digital signal that is stored in the storage means 50 and consists of 4 bits for both upper and lower bits. The horizontal inclination data S7 is stored in the upper 4 bits of the posture state data S9, and The inclination data S8 is not stored in the lower 4 bits of the posture state data S9, and the posture state data S9 which is a 1-byte digital signal expresses the posture state of the user.

表示手段(報知手段)40は液晶表示器で構成され、歩数表示部40sと姿勢状態表示部40pと左右傾斜度グラフ42aと前後傾斜度グラフ42bとを備えている。電池60は実施例ではボタン型の1次電池を用いたが2次電池で構成しても良い。 通信手段70はカレンダー情報と共にマイクロプロセッサ(演算手段)30による演算の結果を外部の情報端末90に送信すると共に、外部の情報端末90からの制御信号を受信する機能を有する。 The display unit (notification unit) 40 is composed of a liquid crystal display, and includes a step count display unit 40s, a posture state display unit 40p, a left/right inclination graph 42a, and a front/rear inclination graph 42b. As the battery 60, a button-type primary battery is used in the embodiment, but a secondary battery may be used. The communication unit 70 has a function of transmitting the result of calculation by the microprocessor (calculation unit) 30 to the external information terminal 90 together with the calendar information and receiving a control signal from the external information terminal 90.

〔構造の説明:図2〕
次に、図2に基づき、本発明に係わる歩数計1の構造を説明する。図2は歩数計1の平面図である。
[Description of structure: FIG. 2]
Next, the structure of the pedometer 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a plan view of the pedometer 1.

図2に示すように、歩数計1は掌に乗るサイズのケース81の内部に、電装基板83と図示していないボタン電池を備え、前面に表示手段(報知手段)40と個人データ設定手段20とを搭載している。電装基板83は3軸加速度センサ10と、図面上表示していないマイクロプロセッサ(演算手段)30とフラッシュメモリによる記憶手段50と通信手段70とを搭載している。 As shown in FIG. 2, the pedometer 1 is provided with an electric component board 83 and a button battery (not shown) inside a case 81 sized to rest on a palm, and has a display means (notifying means) 40 and a personal data setting means 20 on the front surface. It is equipped with and. The electric component board 83 is equipped with a triaxial acceleration sensor 10, a microprocessor (calculation means) 30, a storage means 50 using a flash memory, and a communication means 70, which are not shown in the drawing.

なお、ケース81には図示していないが情報端末90との通信を行うためのアンテナを備えている。 The case 81 has an antenna (not shown) for communicating with the information terminal 90.

表示手段(報知手段)40は液晶表示素子で構成され、歩数表示部40sと姿勢状態表示部40pとを備えている。歩数表示部40sは歩数計数手段35から出力される歩数データS6を表示し、姿勢状態表示部40pは使用者の左右の傾きを示す0〜Cの値を有する左右傾斜度データS7と、使用者の前後の傾きを示す0〜Cの値を有する前後傾斜度データS8とで構成される2桁の値を有する姿勢状態データS9を表示する。図2に示す例では左右傾斜度データS7は、S7=5であって、使用者は左手側に15°以下傾き、前後傾斜度データS8は、S8=7、であって使用者は背後に15°以下傾いていることを示している。 The display unit (notifying unit) 40 is composed of a liquid crystal display element, and includes a step count display unit 40s and an attitude state display unit 40p. The step count display section 40s displays the step count data S6 output from the step count counting means 35, and the posture state display section 40p displays the lateral inclination data S7 having a value of 0 to C indicating the lateral inclination of the user and the user. The posture state data S9 having a two-digit value composed of the front-back inclination degree data S8 having a value of 0 to C indicating the front-back inclination of is displayed. In the example shown in FIG. 2, the left-right inclination data S7 is S7=5, the user inclines to the left hand side by 15° or less, and the front-rear inclination data S8 is S8=7. It shows that it is inclined by 15° or less.

左右傾斜度グラフ42aと前後傾斜度グラフ42bとは、左右の傾きや前後の傾きを直感的に捉えるための、図面視で右方向及び上方向をプラス側とするバーグラフであり、使用者の姿勢が傾くにつれてバーグラフの表示点が移動する。図2に示す例では、左右傾斜度グラフ42aの表示点は中央から右に1段階移動しているので左右傾斜度データS7はS7=5であり、前後傾斜度グラフ42bの表示点は中央から下に1段階移動しているので前後傾斜度データS8は、S8=7であると認識できる。 The left/right inclination graph 42a and the front/rear inclination graph 42b are bar graphs in which the right direction and the upper direction are positive sides in the view of the drawing for intuitively grasping the left/right inclination and the front/rear inclination. The display point of the bar graph moves as the posture tilts. In the example shown in FIG. 2, since the display point of the left/right inclination graph 42a is moved one step from the center to the right, the left/right inclination data S7 is S7=5, and the display point of the front/rear inclination graph 42b is from the center. Since it has moved one step downward, the front-back inclination data S8 can be recognized as S8=7.

〔使用例の説明:図3〕
次に、図3を用いて本発明に係わる歩数計1を使用者に装着する方法を説明する。図3(a)および図3(b)は、使用者Gの腹部に歩数計1をバンドBで装着した状態を示す外観図であって、図3(a)は正面から見た外観図、図3(b)は側面から見た外観図である。
[Explanation of usage example: FIG. 3]
Next, a method of mounting the pedometer 1 according to the present invention on a user will be described with reference to FIG. 3A and 3B are external views showing a state in which the pedometer 1 is worn on the abdomen of the user G with the band B, and FIG. 3A is an external view seen from the front, FIG. 3B is an external view seen from the side.

図3(a)および図3(b)に示すように、歩数計1は使用者Gが直立した状態で、上下方向をY軸、左右に手を伸ばした際の両腕が向く方向をX軸、Y軸及びX軸と直交する前後方向をZ軸として検出する。 As shown in FIGS. 3(a) and 3(b), the pedometer 1 is in a state in which the user G is standing upright, and the vertical direction is the Y axis, and the directions in which both arms are facing when the hands are extended left and right are X. The front-back direction orthogonal to the axis, the Y-axis, and the X-axis is detected as the Z-axis.

〔動作原理の説明:図4〕
図4を用いて、本発明に係わる歩数計1の動作原理を説明する。図4は使用者Gに装着された歩数計1の傾きと3軸加速度センサ10が出力する加速度信号の関係を示す模式図である。
図4(a)および図4(c)は、使用者Gが静止直立している状態であり、図4(b)は使用者Gが右手方向に鉛直線からθh度傾斜した状態を示し、図(d)は使用者Gが前方向に、鉛直線からθf度傾斜した状態を示している。
[Explanation of operation principle: FIG. 4]
The operation principle of the pedometer 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the inclination of the pedometer 1 worn by the user G and the acceleration signal output by the triaxial acceleration sensor 10.
4(a) and 4(c) show a state in which the user G stands still and upright, and FIG. 4(b) shows a state in which the user G is tilted in the right hand direction by θh degrees from the vertical line. FIG. 7D shows a state in which the user G is inclined forward by θf degrees from the vertical line.

図4(a)に示すように使用者Gが静止直立している状態では、歩数計1の3軸加速度センサ10が出力するx軸加速度信号S1x、y軸加速度信号S1y、z軸加速度信号S1zは各々、S1x=0、S1y=M、S1z=0、と表すことができる。ここで、Mは重力加速度値を表す任意単位の数値である。 As shown in FIG. 4A, when the user G stands still and stands upright, the x-axis acceleration signal S1x, the y-axis acceleration signal S1y, and the z-axis acceleration signal S1z output from the 3-axis acceleration sensor 10 of the pedometer 1. Can be represented as S1x=0, S1y=M, and S1z=0, respectively. Here, M is a numerical value in an arbitrary unit that represents a gravity acceleration value.

図4(b)に示すように使用者Gが右手方向にθh°傾いた状態では、歩数計1の3軸加速度センサ10が出力するx軸加速度信号S1x、y軸加速度信号S1y、z軸加速度信号S1zは各々、S1x=−Mx、S1y=My、S1z=0、と表わすことができる。 As shown in FIG. 4B, when the user G is tilted in the right-hand direction by θh°, the x-axis acceleration signal S1x, the y-axis acceleration signal S1y, and the z-axis acceleration signal output from the 3-axis acceleration sensor 10 of the pedometer 1 are output. The signals S1z can be represented as S1x=−Mx, S1y=My, and S1z=0, respectively.

詳述すると、使用者Gが右手方向にθh°傾いたためx軸加速度信号S1xには重力加速度の分力が生じ、x軸加速度信号S1xは0から−Mxに変化する。Mxは重力加速度の分力であり、使用者Gは右手方向へ傾いたためマイナス負号が付いている。またy軸加速度信号S1yはMからMyに変化する。Myは使用者Gがθh度傾斜したことにより減少した重力加速度である。 More specifically, since the user G is tilted θh° in the right hand direction, a component force of gravity acceleration is generated in the x-axis acceleration signal S1x, and the x-axis acceleration signal S1x changes from 0 to −Mx. Mx is a component force of gravitational acceleration, and the user G has a minus sign because he is tilted to the right. The y-axis acceleration signal S1y changes from M to My. My is a gravitational acceleration reduced by the user G inclining by θh degrees.

図4(b)を用いてMxとMyとθhとの関係を説明する。図4(b)に示すように、Mx及びMyは互いに直交する重力加速度Mの分力なので、tanθh=Mx/Myが成立する。この関係式から、θh=Ktan−1(Mx/My)、となり、使用者Gが傾いた際の歩数計1の加速度センサ10の出力から、θhを求めることが可能である。ここにKはラジアン単位の角度を「°」単位の数値に変換する定数である。 The relationship between Mx, My, and θh will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4B, since Mx and My are component forces of the gravitational acceleration M orthogonal to each other, tan θh=Mx/My holds. From this relational expression, θh=Ktan −1 (Mx/My), and θh can be obtained from the output of the acceleration sensor 10 of the pedometer 1 when the user G tilts. Here, K is a constant for converting an angle in radians into a numerical value in “°”.

図4(d)に示す状態、すなわち使用者Gが前後方向にθf°傾いた場合は、上述と同様なので説明は省略する。
前後方向の傾き角θfは、θf=Ktan−1(Mz/My)、の式に従って算出することが可能である。
In the state shown in FIG. 4D, that is, when the user G is tilted in the front-back direction by θf°, the description is omitted because it is similar to the above.
The tilt angle θf in the front-rear direction can be calculated according to the formula of θf=Ktan −1 (Mz/My).

以上は、使用者が静止直立している場合における3軸加速度センサ10が出力する加速度信号についての説明であるが、使用者が歩行を行った際も基本的には上記と同様である。詳述すると、使用者Gが歩行したときは、x軸加速度信号S1x、y軸加速度信号S1y、z軸加速度信号S1zには、歩行動作による棘波状の加速度信号が加わるため、3軸加速度センサ10の出力は重力加速度による一定値に、振幅が交流的に変化する棘波が重畳した時系列信号となる。 The above is a description of the acceleration signal output by the triaxial acceleration sensor 10 when the user stands still and upright, but basically the same as above when the user walks. More specifically, when the user G walks, a spike-shaped acceleration signal due to a walking motion is added to the x-axis acceleration signal S1x, the y-axis acceleration signal S1y, and the z-axis acceleration signal S1z. The output of is a time series signal in which a spike wave whose amplitude changes in an alternating manner is superimposed on a constant value due to gravitational acceleration.

この3軸加速度センサ10の出力である時系列信号を、低帯域重力加速度検出手段31L及び低帯域左右加速度検出手段32及び低帯域前後加速度検出手段33に適用し、低帯域のスペクトラムを有する信号を抽出することによって、重力方向、左右方向及び前後方向の加速度成分を得ることできる。 The time-series signal output from the triaxial acceleration sensor 10 is applied to the low-band gravity acceleration detecting means 31L, the low-band lateral acceleration detecting means 32, and the low-band longitudinal acceleration detecting means 33 to obtain a signal having a low-band spectrum. By extracting, the acceleration components in the gravity direction, the left-right direction, and the front-back direction can be obtained.

さらに、この左右及び前後方向の重力加速度成分と、重力方向加速度信号の比を算出することによって、3軸加速度センサ10及び歩数計1及び使用者Gの傾きを算出することが可能となる。
以上が本発明の原理である。
Further, by calculating the ratio of the gravitational acceleration components in the left-right and front-rear directions and the acceleration signal in the gravitational direction, it is possible to calculate the inclinations of the triaxial acceleration sensor 10, the pedometer 1, and the user G.
The above is the principle of the present invention.

〔表示例の説明:図2〕
次に、図2を用いて、本発明に係わる歩数計1の表示例を説明する。図2に示すように報知手段(表示手段)40の歩数表示部40sは使用者の歩数を表示する。個人データ設定手段20は、歩数計1の操作機能も備えているので、個人データ設定手段20によって1日単位や週単位等、あるいは所定区間の歩数等、表示の種類を変えることができる。
また、報知手段40には、図示していないが個人データ設定手段20によって入力した使用者の体重や身長、年齢等の身体データを使用して、使用者Gが消費した代謝エネルギーを表示する領域を設けることも可能である。
[Explanation of display example: FIG. 2]
Next, a display example of the pedometer 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the step count display unit 40s of the notification means (display means) 40 displays the number of steps of the user. Since the personal data setting means 20 also has the operation function of the pedometer 1, the personal data setting means 20 can change the type of display such as the daily unit, the week unit, or the step count of a predetermined section.
Although not shown, the notification unit 40 uses the body data such as the weight, height, and age of the user input by the personal data setting unit 20 to display the metabolic energy consumed by the user G. It is also possible to provide.

また、姿勢値表示部40pは姿勢状態検出手段38から出力される姿勢状態データS9を液晶表示する。例えば、姿勢状態データS9=66であれば左右、前後いずれも傾斜度0、すなわち直立の状態であって、姿勢状態データS9=57であれば、使用者の姿勢は右手方向に15度以内傾き、背面方向に15度以内傾いていることを示す。 Further, the attitude value display unit 40p displays the attitude state data S9 output from the attitude state detecting unit 38 on the liquid crystal display. For example, if the posture state data S9=66, the inclination is 0 on both the left and right sides and the front and rear sides, that is, the state is upright. , Indicates that it is tilted within 15 degrees toward the back.

さらに、姿勢状態データS9は、左右傾斜度グラフ42a及び前後傾斜度グラフ42bによって、左右傾斜度データS7及び前後傾斜度データS8を視覚的に表示する。
詳述すると、左右傾斜度データS7又は前後傾斜度データS8が6であれば左右傾斜度グラフ42a又は前後傾斜度グラフ42bの中央が点灯し、左右傾斜度データS7又は前後傾斜度データS8の値が変化すれば変化に応じて表示が移動する。また、使用者Gがうつ伏せに転倒すると前後傾斜度データS8の値は0となり、仰向けに転倒すると前後傾斜度データS8の値はCとなるので、前後傾斜度データS8を外部の情報端末90に送信し、本発明による歩数計1を高齢者等の救護器具として利用することも可能である。
Further, the posture state data S9 visually displays the left-right inclination data S7 and the front-rear inclination data S8 by the left-right inclination graph 42a and the front-rear inclination graph 42b.
More specifically, if the right/left inclination data S7 or the front/rear inclination data S8 is 6, the center of the left/right inclination graph 42a or the front/rear inclination graph 42b is turned on, and the value of the left/right inclination data S7 or the front/rear inclination data S8 is displayed. If changes, the display moves according to the change. Further, when the user G falls down on his or her stomach, the value of the front-rear inclination data S8 becomes 0, and when the user falls down on the back, the value of the front-rear inclination data S8 becomes C. Therefore, the front-rear inclination data S8 is transferred to the external information terminal 90. It is also possible to transmit and use the pedometer 1 according to the present invention as a rescue tool for the elderly and the like.

〔フロー−チャートの説明:図5〕
図5を用いて、本発明に係わる歩数計1の動作を説明する。図5はマイクロプロセッサ(演算手段)30の動作を説明するためのフローチャートである。
[Flow-Explanation of Chart: FIG. 5]
The operation of the pedometer 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the microprocessor (calculation means) 30.

<S1ステップ>
3軸加速度センサ10から出力されるx軸加速度信号S1x、y軸加速度信号S1y、z軸加速度信号S1zをデジタルサンプリングの手法で取り込み記憶手段50に記憶する。
<S1 step>
The x-axis acceleration signal S1x, the y-axis acceleration signal S1y, and the z-axis acceleration signal S1z output from the triaxial acceleration sensor 10 are captured by the digital sampling method and stored in the storage unit 50.

<S2ステップ>
3軸加速度センサ10からのx軸加速度信号S1x、y軸加速度信号S1y、z軸加速度信号S1zのデジタルサンプリングと並行して、x軸加速度信号S1x、y軸加速度信号S1y、z軸加速度信号S1zを、移動平均法を用いて広帯域信号と低帯域信号とにフィルタリングする。詳述すると、y軸加速度信号S1yから高帯域重力加速度信号S3Hと低帯域重力加速度信号S3Lとを抽出し、x軸加速度信号S1xから低帯域左右加速度信号S4を抽出し、z軸加速度信号S1zから低帯域前後加速度信号S5を抽出する。
<S2 step>
In parallel with digital sampling of the x-axis acceleration signal S1x, the y-axis acceleration signal S1y, and the z-axis acceleration signal S1z from the three-axis acceleration sensor 10, the x-axis acceleration signal S1x, the y-axis acceleration signal S1y, and the z-axis acceleration signal S1z are obtained. , A wide band signal and a low band signal are filtered using the moving average method. More specifically, a high-band gravity acceleration signal S3H and a low-band gravity acceleration signal S3L are extracted from the y-axis acceleration signal S1y, a low-band lateral acceleration signal S4 is extracted from the x-axis acceleration signal S1x, and a z-axis acceleration signal S1z is extracted. The low band longitudinal acceleration signal S5 is extracted.

<S3ステップ>
低帯域重力加速度信号S3Lと低帯域左右加速度信号S4とから、左右傾斜度検出手段36を介して左右傾斜度データS7を算出し報知手段(表示手段)40の左右傾斜度グラフ42aに表示する。
<S3 step>
From the low-band gravity acceleration signal S3L and the low-band horizontal acceleration signal S4, the horizontal inclination data S7 is calculated via the horizontal inclination detecting means 36 and displayed on the horizontal inclination graph 42a of the notifying means (display means) 40.

<S4ステップ>
低帯域重力加速度信号S3Lと低帯域前後加速度信号S5とから、前後傾斜度検出手段37を介して前後傾斜度データS8を算出し報知手段(表示手段)40の前後傾斜度グラフ42bに表示する。
<S4 step>
From the low-band gravitational acceleration signal S3L and the low-band longitudinal acceleration signal S5, the longitudinal gradient data S8 is calculated via the longitudinal gradient detecting means 37 and displayed on the longitudinal gradient graph 42b of the notifying means (display means) 40.

<S5ステップ>
左右傾斜度データS7及び前後傾斜度データS8をプラス方向及びマイナス方向で各々15°単位で丸め、角度0を加え、13段階に分割する。また、当該13段階の左右傾斜度データS7及び前後傾斜度データS8を数値化し、姿勢値表示部40pに表示すると共に、高帯域重力加速度信号S3Hから歩数データS6を算出し、歩数表示部40sに液晶表示する。
<S5 step>
The left-right inclination data S7 and the front-back inclination data S8 are rounded in increments of 15° in the plus direction and the minus direction, respectively, and an angle of 0 is added to divide into 13 stages. In addition, the horizontal inclination data S7 and the longitudinal inclination data S8 in the 13 stages are digitized and displayed on the posture value display section 40p, and the step count data S6 is calculated from the high band gravity acceleration signal S3H and displayed on the step count display section 40s. LCD display.

<S6ステップ>
姿勢状態データS9を記憶手段50に以下のようにメモリする。すなわち、姿勢状態データS9を1バイト8ビットで構成し、当該8ビットの上位4ビットに左右傾斜度データS7を記憶し、上位4ビットに前後傾斜度データS8を記憶する。
以上の動作フローに基づき、使用者Gの姿勢を数値的かつ視覚的に表示する。また姿勢状態データS9を通信手段70によって外部の情報端末90に送信し、情報端末90を用いてさらに詳細に使用者Gの姿勢の状態を解析し分析することも可能となる。
<S6 step>
The posture state data S9 is stored in the storage means 50 as follows. That is, the posture state data S9 is composed of 1 byte of 8 bits, the left and right inclination data S7 are stored in the upper 4 bits of the 8 bits, and the longitudinal inclination data S8 is stored in the upper 4 bits.
Based on the above operation flow, the posture of the user G is displayed numerically and visually. It is also possible to transmit the posture state data S9 to the external information terminal 90 by the communication means 70, and use the information terminal 90 to analyze and analyze the posture state of the user G in more detail.

以上述べたように本発明によれば、小型かつ廉価な歩数計によって体の傾きを捉えることが可能となるので骨格の歪みや不均一性によって生じる体幹部の軸のブレの把握が容易になり、リハビリや運動機能の改善・向上にきわめて有用である。また、使用者の姿勢は本実施例の場合15°の角度で分解されるので前後左右の傾き角から姿勢を推定する際の確度が格段に向上する。また、姿勢状態データS9は1バイト8ビットで構成されデータの処理やメモリの運用上極めて効率的である。 As described above, according to the present invention, it is possible to capture the inclination of the body with a small and inexpensive pedometer, and it is easy to grasp the blurring of the axis of the trunk caused by the distortion and nonuniformity of the skeleton. , It is extremely useful for improving rehabilitation and motor function. In addition, since the posture of the user is decomposed at an angle of 15° in the case of the present embodiment, the accuracy in estimating the posture from the front, rear, left, and right tilt angles is significantly improved. Further, the posture state data S9 is composed of 1 byte and 8 bits and is extremely efficient in data processing and memory operation.

1:歩数計
10:3軸加速度センサ
20:個人データ設定手段
30:マイクロプロセッサ(演算手段)
31H:高帯域重力加速度検出手段
31L:低帯域重力加速度検出手段
32:低帯域左右加速度検出手段
33:低帯域前後加速度検出手段
35:歩数計数手段
36:左右傾斜度検出手段
37:前後傾斜度検出手段
38:姿勢状態検出手段
40:報知手段(表示手段)
40s:歩数表示部
40p:姿勢値表示部
42a:左右傾斜度グラフ
42b:前後傾斜度グラフ
50:記憶手段
70:通信手段
81:ケース
83:電装基板
90:情報端末
S1x:x軸加速度信号
S1y:y軸加速度信号
S1z:z軸加速度信号
S2:個人データ
S3H:高帯域重力加速度信号
S3L:低帯域重力加速度信号
S4:低帯域左右加速度信号
S5:低帯域前後加速度信号
S6:歩数データ
S9:姿勢状態データ
S7:左右傾斜度データ
S8:前後傾斜度データ
θh:左右方向の傾き角
θf:前後方向の傾き角
W:電磁界
θh、θf:傾き角
B:ベルト
G:使用者


























1: Pedometer 10: 3-axis acceleration sensor 20: Personal data setting means 30: Microprocessor (calculation means)
31H: High-band gravity acceleration detecting means 31L: Low-band gravity acceleration detecting means 32: Low-band lateral acceleration detecting means 33: Low-band longitudinal acceleration detecting means 35: Step counting means 36: Horizontal inclination detecting means 37: Anteroposterior inclination detecting Means 38: Posture state detection means 40: Notification means (display means)
40s: Step count display unit 40p: Posture value display unit 42a: Left/right inclination graph 42b: Front/rear inclination graph 50: Storage unit 70: Communication unit 81: Case 83: Electrical equipment board 90: Information terminal S1x: x-axis acceleration signal S1y: y-axis acceleration signal S1z: z-axis acceleration signal S2: personal data S3H: high-band gravity acceleration signal S3L: low-band gravity acceleration signal S4: low-band lateral acceleration signal S5: low-band longitudinal acceleration signal S6: step count data S9: posture state Data S7: Left-right inclination data S8: Front-rear inclination data θh: Left-right inclination angle θf: Front-rear inclination angle W: Electromagnetic field θh, θf: Inclination angle B: Belt G: User


























Claims (4)

3軸加速度センサを使用者に装着し該使用者の姿勢を検出する歩数計において、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の高帯域成分を高帯域重力加速度信号として出力する高帯域重力加速度検出手段と、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域重力加速度信号として出力する低帯域重力加速度検出手段と、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における左右方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域左右加速度信号として出力する低帯域左右加速度検出手段と、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における前後方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域前後加速度信号として出力する低帯域前後加速度検出手段と、
前記高帯域重力加速度信号に基づき前記使用者の歩数データを出力する歩数計数手段と、
前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域左右加速度信号とから前記使用者の左右傾斜度データを算出する左右傾斜度検出手段と、
前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域前後加速度信号とから前記使用者の前後傾斜度データを算出する前後傾斜度検出手段と、
を備えたことを特徴とする歩数計。
In a pedometer for mounting a three-axis acceleration sensor on a user and detecting the posture of the user,
High-band gravity acceleration detecting means for outputting a high-band component of the acceleration signal in the gravity direction of the user as a high-band gravity acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor,
Low-band gravity acceleration detecting means for outputting a low-band component of the acceleration signal in the gravity direction of the user as a low-band gravity acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor,
Low-band lateral acceleration detecting means for outputting a low-band component of the lateral acceleration signal of the user as a low-band lateral acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor;
Low-band longitudinal acceleration detection means for outputting the low-band component of the longitudinal acceleration signal of the user as a low-band longitudinal acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor,
A step counting means for outputting the step number data of the user based on the high-band gravity acceleration signal,
A lateral inclination degree detecting means for calculating the lateral inclination data of the user from the low-band gravity acceleration signal and the low-band lateral acceleration signal,
Front-back inclination detection means for calculating front-back inclination data of the user from the low-band gravity acceleration signal and the low-band longitudinal acceleration signal,
Pedometer characterized by having.
前記左右傾斜度データと前記前後傾斜度データとから使用者の姿勢状態データを検出する姿勢状態検出手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の歩数計。 The pedometer according to claim 1, further comprising a posture state detecting unit that detects posture state data of the user from the left-right inclination data and the front-back inclination data. 前記姿勢状態データは8ビットのデジタル信号で構成され、前記左右傾斜度データを前記8ビットの上位4ビットで構成するとともに前記前後傾斜度データを前記8ビットの下位4ビットで構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の歩数計。 The posture state data is composed of an 8-bit digital signal, the left-right inclination data is composed of the upper 4 bits of the 8-bit, and the front-back inclination data is composed of the lower 4 bits of the 8-bit. The pedometer according to claim 1 or 2. 3軸加速度センサを使用者に装着し該使用者の姿勢を検出する歩数計用プログラムであって、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の高帯域成分を高帯域重力加速度信号として出力する高帯域重力加速度検出ステップと、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における重力方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域重力加速度信号として出力する低帯域重力加速度検出ステップと、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における左右方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域左右加速度信号として出力する低帯域左右加速度検出ステップと、
前記3軸加速度センサからの加速度信号に基づき前記使用者における前後方向の加速度信号の低帯域成分を低帯域前後加速度信号として出力する低帯域前後加速度検出ステップと、
前記高帯域重力加速度信号に基づき前記使用者の歩数データを出力する歩数計数ステップと、
前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域左右加速度信号とから前記使用者の左右傾斜度データを算出する左右傾斜度検出ステップと、
前記低帯域重力加速度信号と前記低帯域前後加速度信号とから前記使用者の前後傾斜度データを算出する前後傾斜度検出ステップと、
を備えたことを特徴とする歩数計用プログラム。
A pedometer program for mounting a three-axis acceleration sensor on a user and detecting the posture of the user,
A high-band gravity acceleration detecting step of outputting a high-band component of the acceleration signal in the gravity direction of the user as a high-band gravity acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor;
A low-band gravity acceleration detecting step of outputting a low-band component of the acceleration signal in the gravity direction of the user as a low-band gravity acceleration signal based on an acceleration signal from the triaxial acceleration sensor;
A low-band lateral acceleration detection step of outputting a low-band component of the lateral acceleration signal of the user as a low-band lateral acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor;
A low band longitudinal acceleration detecting step of outputting a low band component of the longitudinal acceleration signal of the user as a low band longitudinal acceleration signal based on the acceleration signal from the triaxial acceleration sensor;
A step counting step of outputting step data of the user based on the high band gravity acceleration signal,
A horizontal inclination detection step of calculating the horizontal inclination data of the user from the low-band gravity acceleration signal and the low-band horizontal acceleration signal,
A front-back inclination detection step of calculating front-back inclination data of the user from the low-band gravity acceleration signal and the low-band longitudinal acceleration signal;
A pedometer program characterized by having.
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