特許 6843332 活動量計及び歩行・走行速度算出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6843332

(24)【登録日】2021年2月26日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】活動量計及び歩行・走行速度算出方法

(51)【国際特許分類】

   G01P 21/02 20060101AFI20210308BHJP

   G01P 15/00 20060101ALI20210308BHJP

   G06M 3/00 20060101ALI20210308BHJP

   A61B 5/22 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   G01P21/02

   G01P15/00 A

   G06M3/00 L

   A61B5/22 100

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-187183(P2020-187183)

(22)【出願日】2020年11月10日

【審査請求日】2020年11月16日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596033303

【氏名又は名称】株式会社アコーズ

(74)【代理人】

【識別番号】100074734

【弁理士】

【氏名又は名称】中里 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100073483

【弁理士】

【氏名又は名称】八鍬 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100164286

【弁理士】

【氏名又は名称】中里 卓夫

(72)【発明者】

【氏名】原 稔

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０２０−８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−４２２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−５３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１０１４１１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｐ１５／００−２１／０２

Ｇ０１Ｐ ３／００− ３／８０

Ｇ０６Ｍ ３／００− ３／４２

Ａ６１Ｂ ５／０６− ５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

使用者の個人データを入力する個人データ入力手段と、
前記使用者の歩行または走行時における前記使用者の脚部の進行方向加速度信号と重力方向加速度信号とを含む３次元の加速度信号を出力する加速度測定手段と、
データ処理手段と、を備えた活動量計であって、
前記データ処理手段は、
前記進行方向加速度信号の時系列上の周期であるピッチデータと、前記進行方向加速度信号の平均値と前記重力方向加速度信号の平均値とをベクトル合成して成るｘｙ合成値と、前記進行方向加速度信号の加加速度信号であるジャーク信号と、前記ジャーク信号が増加する区間の時間であるジャーク増加時間と、前記ジャーク信号が増加する前記区間での前記ジャーク信号の累積値であるジャーク累積値と、前記ジャーク増加時間と前記ジャーク累積値との積であるジャーク評価値と、で構成される加速度特性データを出力する信号処理手段と、
前記個人データと前記加速度特性データとを線形結合した数式であって歩行または走行時の速度を算出する回帰式を具備しており、前記個人データ入力手段により入力された前記使用者の前記個人データと前記信号処理手段から出力される前記加速度特性データと前記回帰式とに基づき、前記使用者の歩行または走行時の速度を算出する歩行・走行速度算出手段と、
を備えたことを特徴とする活動量計。

【請求項2】

前記歩行・走行速度算出手段が具備する前記回帰式は、前記個人データにおける身長値および体重値と前記加速度特性データと係数ａ〜ｈとを用いた数式であり、
「歩行・走行速度＝ａ×身長値＋ｂ×体重値＋ｃ×１／（ピッチデータ）＋ｄ×（ｘｙ合成値）＋ｅ×（ジャーク増加時間）＋ｆ×（ジャーク累積値）＋ｇ×（ジャーク評価値）＋ｈ」
であることを特徴とする請求項１に記載の活動量計。

【請求項3】

使用者の個人データを入力する個人データ入力ステップと、
前記使用者の歩行または走行時における前記使用者の脚部の進行方向加速度信号と重力方向加速度信号とを含む３次元の加速度信号を出力する加速度測定ステップと、
前記進行方向加速度信号の時系列上の周期であるピッチデータと、前記進行方向加速度信号の平均値と前記重力方向加速度信号の平均値とをベクトル合成して成るｘｙ合成値と、前記進行方向加速度信号の加加速度信号であるジャーク信号と、前記ジャーク信号が増加する区間の時間であるジャーク増加時間と、前記ジャーク信号が増加する前記区間での前記ジャーク信号の累積値であるジャーク累積値と、前記ジャーク増加時間と前記ジャーク累積値との積であるジャーク評価値と、で構成される加速度特性データを出力する信号処理ステップと、
前記個人データにおける身長値および体重値と前記加速度特性データとを線形結合した数式であって歩行または走行時の速度を算出する、係数ａ〜ｈを用いた回帰式である
「歩行・走行速度＝ａ×身長値＋ｂ×体重値＋ｃ×１／（ピッチデータ）＋ｄ×（ｘｙ合成値）＋ｅ×（ジャーク増加時間）＋ｆ×（ジャーク累積値）＋ｇ×（ジャーク評価値）＋ｈ」
に基づき、前記使用者の歩行または走行速度を算出する歩行・走行速度算出ステップと、
を実行することを特徴とする歩行・走行速度算出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歩行または走行（以降、「歩行・走行」と略記する）における速度を算出する機能を具備した活動量計及び歩行・走行速度を算出する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

加齢と共に運動機能は低下し歩行・走行における速度も低下する。すなわち歩行・走行における速度を把握することは、保有する運動機能の程度や体力を把握する上で、また運動やリハビリテーションにおける目標設定において重要である。

【0003】

歩行・走行速度を測定する従来の方法の一つとして、たとえば下記の特許文献１に開示されているように、歩数計において、身長と歩行ピッチに基づき算出した歩幅と、歩行ピッチとから歩行速度を演算する技術がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３７３４４２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、歩幅は身長と歩行ピッチのみで決定され歩行時の加速度が考慮されていないので、同一人物が同一の歩行ピッチで大股で歩いても小股で歩いても歩幅は同一になり、この歩幅に同一の歩行ピッチを掛けて算出した歩行速度も同一となってしまい速度算出の精度が低いという課題がある。

【0006】

そこで、本発明は上記した従来技術の課題を解決し、小型で携行可能な活動量計において歩行・走行における速度を高精度で算出可能な活動量計及び歩行・走行速度算出方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための本発明に係る活動量計及び歩行・走行速度算出方法の構成を詳述すれば、本発明の活動量計は、使用者の個人データを入力する個人データ入力手段と、使用者の歩行または走行時における使用者の脚部の進行方向加速度信号と重力方向加速度信号とを含む３次元の加速度信号を出力する加速度測定手段と、データ処理手段と、を備えた活動量計であって、データ処理手段は、進行方向加速度信号の時系列上の周期であるピッチデータと、進行方向加速度信号の平均値と重力方向加速度信号の平均値とをベクトル合成して成るｘｙ合成値と、進行方向加速度信号の加加速度信号であるジャーク信号と、ジャーク信号が増加する区間の時間であるジャーク増加時間と、ジャーク信号が増加する区間でのジャーク信号の累積値であるジャーク累積値と、ジャーク増加時間とジャーク累積値との積であるジャーク評価値と、で構成される加速度特性データを出力する信号処理手段と、個人データと加速度特性データとを線形結合した数式であって歩行または走行時の速度を算出する回帰式を具備しており、個人データ入力手段により入力された使用者の個人データと信号処理手段から出力される加速度特性データと回帰式とに基づき、使用者の歩行または走行時の速度を算出する歩行・走行速度算出手段と、を備えたことを特徴とする活動量計である。
また上記の活動量計において、歩行・走行速度算出手段が具備する回帰式は、個人データにおける身長値および体重値と加速度特性データと係数ａ〜ｈとを用いた数式であり、「歩行・走行速度＝ａ×身長値＋ｂ×体重値＋ｃ×１／（ピッチデータ）＋ｄ×（ｘｙ合成値）＋ｅ×（ジャーク増加時間）＋ｆ×（ジャーク累積値）＋ｇ×（ジャーク評価値）＋ｈ」であることを特徴とする活動量計である。
また本発明の歩行・走行速度算出方法は、使用者の個人データを入力する個人データ入力ステップと、使用者の歩行または走行時における使用者の脚部の進行方向加速度信号と重力方向加速度信号とを含む３次元の加速度信号を出力する加速度測定ステップと、進行方向加速度信号の時系列上の周期であるピッチデータと、進行方向加速度信号の平均値と重力方向加速度信号の平均値とをベクトル合成して成るｘｙ合成値と、進行方向加速度信号の加加速度信号であるジャーク信号と、ジャーク信号が増加する区間の時間であるジャーク増加時間と、ジャーク信号が増加する区間でのジャーク信号の累積値であるジャーク累積値と、ジャーク増加時間とジャーク累積値との積であるジャーク評価値と、で構成される加速度特性データを出力する信号処理ステップと、個人データにおける身長値および体重値と加速度特性データとを線形結合した数式であって歩行または走行時の速度を算出する、係数ａ〜ｈを用いた回帰式である「歩行・走行速度＝ａ×身長値＋ｂ×体重値＋ｃ×１／（ピッチデータ）＋ｄ×（ｘｙ合成値）＋ｅ×（ジャーク増加時間）＋ｆ×（ジャーク累積値）＋ｇ×（ジャーク評価値）＋ｈ」に基づき、使用者の歩行または走行速度を算出する歩行・走行速度算出ステップと、を実行することを特徴とする歩行・走行速度算出方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、携行可能な活動量計によって容易且つ簡便に歩行・走行速度を知ることができるので、運動機能の程度や体力の把握が容易になり、また運動やリハビリテーションにおいて的確な目標値の設定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態による活動量計の構成例を示すブロック図である。

【図2】本実施形態による活動量計の脚部への装着状態を示す側面図である。

【図3】本実施形態による活動量計における加速度信号の例を示すグラフ、および歩行姿勢を示す側面図である。

【図4】本実施形態による活動量計の測定結果の一例を示すグラフである。

【図5】本実施形態による活動量計の動作例、および歩行・走行速度算出方法を例示するフローチャートである。

【図6】本実施形態による活動量計の外観を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施形態の活動量計は、使用者が歩行・走行した時に足首部に発生する加速度信号と、当該加速度信号の時系列上の変化量として知られた加加速度信号と、時間情報と、使用者の個人データとに基づき、当該個人が歩行・走行した際の速度を算出し表示するようにしたものである。

【0011】

なお、以下に示す実施例はあくまで一例に過ぎず、技術的に均等な範囲で変更可能である。また、同じ要素には同一の要素番号を付与し、重複する説明は省略する。

【実施例】

【0012】

＜活動量計の構成＞
以下、図１〜図６を用いて本実施形態に係る活動量計を詳述する。

【0013】

図１は、本実施形態による活動量計１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、活動量計１は、予め設定した使用者の身長値および体重値を含む個人データＳ１を出力する個人データ入力手段１０と、使用者の脚部の動きを検出して、進行方向加速度信号と重力方向加速度信号とを含む３次元の加速度信号Ｓ２を出力する加速度測定手段２０と、加速度測定手段２０からの加速度信号Ｓ２に基づき加速度特性データＳ３を出力する信号処理手段３１と、個人データＳ１と加速度特性データＳ３とから運動データＳ６を算出する歩行・走行速度算出手段３２と、タイミング手段３３とからなるデータ処理手段３０を有している。また活動量計１は、データ処理手段３０からの運動データＳ６を表示する表示手段４０と、記憶手段５０と、データ処理手段３０からの運動データＳ６を受けるとともにデータ処理手段３０に対してコマンドデータＳ７を出力する通信手段６０と、電源７０とを有している。

【0014】

なお図１においては、活動量計１の通信手段６０とデータの送受信を行う外部情報端末９０と送受信用の電磁界Ｗとを破線で示している。

【0015】

個人データ入力手段１０は４つの有接点式スイッチで構成され、使用者の個人データを予め設定する。
加速度測定手段２０は、３次元の加速度信号を出力する加速度センサであって、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）型技術により形成され、使用者の進行方向、重力方向、左右方向の３次元の加速度信号を出力する。

【0016】

データ処理手段３０はマイクロプロセッサで構成され、活動量計１の全体の動作を制御すると共に、データ処理手段３０における各要素をソフトウエアの形態で備えている。
表示手段４０は液晶表示器で構成され、使用者の歩行・走行に係る歩行・走行速度、歩数、歩幅、総消費カロリ、日時情報を表示する。
記憶手段５０はフラッシュメモリによる不揮発メモリで、運動データＳ６と日付情報とを記憶する。

【0017】

通信手段６０はＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）と称される通信手段で構成され、データ処理手段３０からの運動データＳ６を電磁界Ｗによって外部情報端末９０に送信し、また外部情報端末９０から制御信号を受けてコマンドデータＳ７によってデータ処理手段３０を制御する。なお通信手段６０はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と称される通信手段を用いて構成しても良い。
電源７０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よい。

【0018】

＜データ処理手段３０における各要素の詳細説明＞
データ処理手段３０は信号処理手段３１と歩行・走行速度算出手段３２とタイミング手段３３とを備えている。

【0019】

信号処理手段３１は、加速度測定手段２０が出力する進行方向加速度信号と重力方向加速度信号と左右方向加速度信号の３次元の加速度信号Ｓ２を所定時間間隔でサンプリングし、移動平均として知られる信号処理方法でフィルタリングを行い、使用者の歩行・走行時に係る複数のデータで構成される加速度特性データＳ３を出力する。

【0020】

歩行・走行速度算出手段３２は回帰式発生手段３２ａと歩行・走行速度回帰手段３２ｂとを備え、個人データＳ１と加速度特性データＳ３とから、歩行・走行速度と歩数と歩幅と総消費カロリデータとを含む運動データＳ６を出力し表示手段４０及び通信手段６０に入力する。

【0021】

タイミング手段３３は日時情報を備えており、タイミング信号Ｓ４を信号処理手段３１に出力し動作のタイミングを管理するとともに日時情報を記憶手段５０に供給する。

【0022】

＜信号処理手段３１の動作の説明＞
以下、図１〜図３を用いて信号処理手段３１の動作を詳述する。図２は、使用者の右脚部の足首部Ｌに活動量計１を装着した状態を示す側面図である。図２に示す様に、Ｘと図示した方向は歩行・走行における進行方向で、Ｙと図示した方向は重力方向である。

【0023】

図３（ａ）は任意の時刻Ｔ１〜時刻Ｔ４における使用者Ｐの歩行・走行時の姿勢を示す模式図であり、図３（ｂ）は当該時刻Ｔ１〜時刻Ｔ４における加速度信号Ｓ２の進行方向加速度信号Ｓ２ｘの振幅変化を示す時系列グラフであって、図３（ａ）および図３（ｂ）の各々に示す時刻Ｔ１〜時刻Ｔ４は同一時刻ある。

【0024】

図３（ａ）は、足首部Ｌに活動量計１を装着した使用者Ｐの歩行・走行の動作を示し、時刻Ｔ１では、使用者Ｐは、後方への蹴り出しを終えた右足を、前方に蹴り出す直前である。また、時刻Ｔ２では、前方に蹴り出した右足が着地し、後方に蹴り出す直前である。時刻Ｔ３での動作は時刻Ｔ１の動作と同様であり、また時刻Ｔ４での動作は時刻Ｔ２の動作と同様である。

【0025】

図３（ｂ）は、横軸を時刻、縦軸を進行方向加速度信号Ｓ２ｘの振幅（相対値）を示す時系列グラフであって、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ４では右足が前方あるいは後方に蹴り出される直前なので、進行方向加速度信号Ｓ２ｘの振幅は０である。
また、時刻Ｔ１以降および時刻Ｔ３以降では、進行方向加速度信号Ｓ２ｘは、右足を前方に踏み出す動作に対応して次第に増加し、時刻Ｔ１および時刻Ｔ３から区間ｊｔ隔てた時点で極大になりその後減少する。すなわち区間ｊｔは進行方向加速度信号Ｓ２ｘの振幅が０の状態から増加して極大になるまでの区間である。

【0026】

図３（ｂ）に示す様に、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ３においては、進行方向加速度信号Ｓ２ｘの振幅は０で繰り返し動作における同一状態なので、信号処理手段３１は、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ３の区間ｐｔ−ａを、進行方向加速度信号の時系列上の周期である「ピッチデータ」として算出する。

【0027】

図３（ｂ）において、信号処理手段３１は、区間ｐｔ−ａにおける進行方向加速度信号Ｓ２ｘの平均値と重力方向加速度信号Ｓ２ｙの平均値とをベクトル合成して成る「ｘｙ合成値」と、区間ｊｔの時間である「ジャーク増加時間」と、当該区間ｊｔでの進行方向加速度信号Ｓ２ｘの加加速度信号であるジャーク信号（以降、「ジャーク信号」と略記）を所定間隔で累積し算出した「ジャーク累積値」と、さらにジャーク増加時間とジャーク累積値との積を「ジャーク評価値」として算出する。

【0028】

なお、ジャーク（加加速度）とは、加速度信号の時系列上の変化量として知られた物理量であって、本実施形態では加速度信号の所定時間内（微小時間）での変化量を算出する方法を用いている。また、本実施形態の「ジャーク累積値」は、区間ｊｔを所定間隔とし、この区間ｊｔ内で得られた複数のジャーク信号を累積加算した値であるものとする。

【0029】

信号処理手段３１は、以上の様に算出した「ピッチデータ」と「ｘｙ合成値」と「ジャーク増加時間」と「ジャーク累積値」と「ジャーク評価値」とで構成した加速度特性データＳ３を出力し、歩行・走行速度算出手段３２に入力する。

【0030】

＜歩行・走行速度算出手段３２の動作の説明＞
図１に示すように、歩行・走行速度算出手段３２は回帰式発生手段３２ａと歩行・走行速度回帰手段３２ｂと、図示していないが歩数、歩幅、総消費カロリデータを算出する手段とを備え、信号処理手段３１から加速度特性データＳ３と個人データ入力手段１０から使用者の個人データＳ１とを入力して歩行・走行速度、歩数、歩幅、総消費カロリデータから構成される運動データＳ６を出力する。

【0031】

歩行・走行速度算出手段３２における回帰式発生手段３２ａおよび歩行・走行速度回帰手段３２ｂの動作を詳述する。
回帰式発生手段３２ａは、複数の被検者について、身長値と体重値とを含む個人データＳ１と、当該被検者の歩行・走行における加速度特性データＳ３および歩行・走行速度実測値とを一括して記憶データとして備えており、当該記憶データに基づき、任意の使用者の個人データと歩行・走行における加速度特性データとから歩行・走行速度を算出する回帰式Ｓ５を具備する。

【0032】

詳述すると、本実施形態での回帰式Ｓ５は、個人データと加速度特性データＳ３とを線形結合した数式であり、歩行・走行速度を算出する回帰式であって、身長をｍ（メートル）単位、体重をｋｇ（キログラム）単位、ピッチデータを秒単位とし、「ｘｙ合成値」および「ジャーク増加時間」および「ジャーク累積値」および「ジャーク評価値」については相対値を用い、
「歩行・走行速度＝ａ×身長値＋ｂ×体重値＋ｃ×１／（ピッチデータ）＋ｄ×（ｘｙ合成値）＋ｅ×（ジャーク増加時間）＋ｆ×（ジャーク累積値）＋ｇ×（ジャーク評価値）＋ｈ」
によって示される式である。ここに線形結合の係数ａ〜ｈは、本実施形態においては、ａ＝０．００８７９、ｂ＝０．００５６、ｃ＝２．３４、ｄ＝０．１４３、ｅ＝−０．１１２、ｆ＝−０．０６２４、ｇ＝０．００２６９、ｈ＝−７．７６、とする。

【0033】

なお回帰式発生手段３２ａは、図示していないがデータ更新手段を備えており、外部情報端末９０から新しい被検者についての歩行・走行速度実測値と当該被検者の身長値と体重値とを含む個人データおよび加速度特性データＳ３とを逐次入力して自動更新する。
そして回帰式発生手段３２ａは、更新された歩行・走行速度実測値と身長値と体重値とを含む個人データと加速度特性データＳ３とで成るデータ分布を近似する回帰式Ｓ５を、例えば最小二乗法を用いて算出する。

【0034】

これにより回帰式発生手段３２ａは、回帰式Ｓ５の係数ａ〜ｈを最新のものに更新する。尚、外部情報端末９０などの外部機器や装置で回帰式Ｓ５を算出しておき、これをデータ更新手段が受信し、回帰式Ｓ５自体を直接更新してもよい。すなわち回帰式発生手段３２ａは、歩行・走行速度実測値と当該被検者の個人データを具備しなくても構わず、個人データと加速度データとを線形結合した回帰式Ｓ５が具備された態様であればよい。

【0035】

歩行・走行速度回帰手段３２ｂは回帰式発生手段３２ａから入力した回帰式Ｓ５を用い、個人データＳ１における身長値および体重値と加速度特性データＳ３とを当該回帰式Ｓ５に用いて、歩行・走行速度を算出する。
また歩行・走行速度算出手段３２における図示していない手段によって、歩行・走行速度回帰手段３２ｂからの歩行・走行速度にピッチデータを乗じて歩幅を算出する。さらにｘｙ合成値の時系列上の振幅変化と個人データＳ１とから、知られた方法で歩数および総消費カロリデータを算出する。
以上の様に、データ処理手段３０は歩行・走行速度と歩数と歩幅と総消費カロリデータとを含む運動データＳ６を出力し表示手段４０及び通信手段６０に入力する。通信手段６０は電磁界Ｗによって運動データＳ６を外部情報端末９０に送信し、使用者は手元の外部情報端末９０にて歩行・走行速度と歩数と歩幅と総消費カロリデータとからなる運動データＳ６を知ることができる。

【0036】

図４を用いて本発明の活動量計１の測定例を説明する。
図４は、男性１２名と女性１０名との計２２名の被検者について、左右の足首に交互に活動量計１を装着し、複数の速度で所定距離を歩行・走行させ、所要時間から算出した速度実測値（ｋｍ／Ｈ）と、回帰式Ｓ５によって算出した速度算出値（ｋｍ／Ｈ）との比較を相関図に表したもので、横軸は速度実測値（ｋｍ／Ｈ）、縦軸は回帰式Ｓ５によって算出された「速度算出値（ｋｍ／Ｈ）」である。
当該相関図の総データ数は２１１４ポイントで、各ポイントを直線回帰した結果は、ｙ＝０．９６９ｘ＋０．１５１２、相関係数Ｒ＾２＝０．９６９、である。

【0037】

すなわち、上記の回帰式Ｓ５に基づき、任意の使用者の身長値と体重値と歩行・走行時の加速度特性データＳ３とを回帰式発生手段３２ａが備える回帰式Ｓ５に用いることによって、使用者の歩行・走行速度を、相関係数０．９６９の高率で算出することが可能となる。

【0038】

＜フローチャートの説明＞
次に、図５を用いて本実施形態に係る活動量計の動作を説明する。
図５は本実施形態に係る活動量計の動作例および歩行・走行速度算出方法を例示するフローチャートである。

【0039】

＜Ｑ１ステップ＞
使用者は、個人データ入力手段によって身長、体重を含む個人データを入力する。

【0040】

＜Ｑ２ステップ＞
使用者は、歩行・走行していない時における活動量計１の向きが規定の向きとなるように、例えば、活動量計１を右足の足首部に、表示手段４０の表示面が外側向きとなるように装着する。また使用者は、活動量計の加速度測定手段からの加速度信号の一方向の出力が使用者の歩行・走行における進行方向と一致し、かつ加速度信号の他方向の出力が使用者の重力方向の動きと一致するように装着する。
使用者が歩行・走行を開始すると、活動量計の加速度測定手段は進行方向加速度信号と重力方向加速度信号とを含む３次元の加速度信号を出力する。

【0041】

＜Ｑ３ステップ＞
データ処理手段は、進行方向加速度信号の時系列上の周期である「ピッチデータ」と、当該周期における進行方向加速度信号の平均値と重力方向加速度信号の平均値とをベクトル合成して成る「ｘｙ合成値」と、ジャーク信号が増加する区間の時間である「ジャーク増加時間」と、ジャーク信号が増加する区間でのジャーク信号の累積値である「ジャーク累積値」と、「ジャーク増加時間」と「ジャーク累積値」との積である「ジャーク評価値」とで構成される加速度特性データＳ３を算出する。

【0042】

＜Ｑ４ステップ＞
歩行・走行速度算出手段３２の歩行・走行速度回帰手段３２ｂは、加速度特性データＳ３と個人データＳ１と回帰式発生手段３２ａに記憶された回帰式Ｓ５によって、歩行・走行速度を算出する。

【0043】

＜Ｑ５ステップ＞
歩行・走行速度算出手段３２は加速度特性データＳ３と歩行・走行速度とに基づき歩数、歩幅、総消費カロリデータを算出し、歩行・走行速度、歩数、歩幅、総消費カロリデータとを備えた運動データＳ６と日時情報とを表示手段４０及び通信手段６０に出力する。

【0044】

＜Ｑ６ステップ＞
外部情報端末９０は電磁界Ｗによって運動データＳ６および日時情報を受信し表示する。使用者は活動量計１の表示手段４０又は外部情報端末９０の表示によって歩行・走行速度、歩数、歩幅、総消費カロリデータ、日時情報を把握することができる。

【0045】

（活動量計１の構造例の説明）
図６を用いて活動量計１の構造例を説明する。図６（ａ）は個人データ入力手段１０と表示手段４０とを具備した例であり、図６（ｂ）はこれらを具備しない例である。
図６（ａ）において、表示手段４０の日時表示部４５に日時情報が表示され、歩数表示部４１に当該日時における累計歩数、総消費カロリ表示部４２に累計総消費カロリ、歩幅表示部４４に当該日における歩幅の代表値、歩行・走行速度表示部４３に当該日時における歩行・走行速度の代表値を表示する。代表値として平均値または瞬時値、最高、最低値などを選ぶことができる。
図６（ｂ）において、活動量計２は発光素子または発音体で構成される報知手段Ｄを備えており、個人データ入力手段と表示手段との機能は外部情報端末９０を用いる。

【0046】

以上述べたように、本実施形態によれば、一般家庭で日常的に携行する活動量計によって容易にかつ簡便に歩行・走行速度を算出、表示する活動量計及び歩行・走行速度算出方法が実現する。

【0047】

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替及び改質は、すべて本発明の範囲内のものである。

【符号の説明】

【0048】

１、２：活動量計
１０：個人データ入力手段
２０：加速度測定手段
３０：データ処理手段
３１：信号処理手段
３２：歩行・走行速度算出手段
３２ａ：回帰式発生手段
３２ｂ：歩行・走行速度回帰手段
３３：タイミング手段
４０：表示手段
４１：歩数表示部
４２：総消費カロリ表示部
４３：歩行・走行速度表示部
４４：歩幅表示部
４５：日時表示部
５０：記憶手段
６０：通信手段
７０：電源
９０：外部情報端末
Ｓ１：個人データ
Ｓ２：加速度信号
Ｓ２ｘ：進行方向加速度信号
Ｓ２ｙ：重力方向加速度信号
Ｓ３：加速度特性データ
Ｓ４：タイミング信号
Ｓ５：回帰式 テーブルデータ
Ｓ６：運動データ
Ｓ７：コマンドデータ
Ｔ１〜Ｔ４：時刻
ｐｔ−ａ：区間
ｊｔ：（Ｓ２ｘの振幅が増加する）区間
Ｑ１：個人データ入力ステップ
Ｑ２：加速度測定ステップ
Ｑ３：信号処理ステップ
Ｑ４：歩行・走行速度算出ステップ
Ｑ５：運動データ算出ステップ
Ｗ：電磁界
Ｄ：報知手段
Ｐ：使用者

【要約】

【課題】小型で携行可能な活動量計において歩行・走行における速度を高精度で算出可能な活動量計及び歩行・走行速度算出方法を提供する。
【解決手段】個人データ入力手段と加速度測定手段とデータ処理手段とを備えた活動量計であって、データ処理手段は加速度信号の時系列上の周期であるピッチデータと進行方向加速度信号の代表値と重力方向加速度信号の代表値とをベクトル合成したｘｙ合成値とジャーク増加時間とジャーク累積値とジャーク評価値とで構成される加速度特性データを出力する信号処理手段と、歩行・走行速度を算出する回帰式と個人データと加速度特性データとに基づき、使用者の歩行・走行時の速度を算出する歩行・走行速度算出手段とを備える構成とした。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】