特開 2024-102737 計測装置、計測方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024102737

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】計測装置、計測方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06M 3/00 20060101AFI20240724BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

G06M3/00 L

A61B5/11 200

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006827

(22)【出願日】2023-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】松本 直也

【テーマコード（参考）】

4C038

【Ｆターム（参考）】

4C038VA04

4C038VA13

4C038VB11

4C038VC20

(57)【要約】

【課題】歩数計測の精度を向上させる。
【解決手段】データ取得部１０１は、加速度センサにより出力された時系列の加速度データを取得する。タイミング特定部１０３は、時系列の加速度データに基づいて、加速度が加速度の基準値を上まわる第１タイミングと、加速度が加速度の基準値を下まわる第２タイミングとを特定する。基準範囲決定部１０４は、時系列の加速度データに対応する加速度波形の振幅と所定の時間内における第１タイミングと第２タイミングとのうち少なくとも一方の個数である第１個数とに基づいて、第１タイミングから第２タイミングまでの時間幅に対する基準範囲を決定する。計数部１０８は、時間幅判別部１０５により時間幅が基準範囲内に収まると判別された場合、加速度波形における第１タイミングから第２タイミングまでの波形である部分波形に対して一歩分を計数する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加速度センサにより出力された時系列の加速度データを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された前記時系列の加速度データに基づいて、加速度が加速度の基準値を上まわるタイミングである第１タイミングと、前記加速度が前記加速度の基準値を下まわるタイミングである第２タイミングとを特定するタイミング特定手段と、
前記時系列の加速度データに対応する加速度波形の振幅と所定の時間内における前記第１タイミングと前記第２タイミングとのうち少なくとも一方の個数である第１個数とに基づいて、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間幅に対する基準範囲を決定する基準範囲決定手段と、
前記時間幅が前記基準範囲決定手段により決定された前記基準範囲内に収まるか否かを判別する時間幅判別手段と、
前記時間幅判別手段により前記時間幅が前記基準範囲内に収まると判別された場合、前記加速度波形における前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの波形である部分波形に対して一歩分を計数する計数手段と、を備える、
計測装置。

【請求項2】

前記基準範囲決定手段は、前記加速度波形の振幅と前記第１個数とに基づいて前記加速度センサを装着しているユーザの状態を推定し、推定した前記ユーザの状態に基づいて前記基準範囲を決定する、
請求項１に記載の計測装置。

【請求項3】

前記基準範囲決定手段は、前記加速度波形の振幅が第１基準値未満である場合において、前記第１個数が個数閾値以上である場合、前記ユーザの状態が階段を下って走行する状態である階段下降走行状態であると推定し、前記加速度波形の振幅が前記第１基準値未満である場合において、前記第１個数が前記個数閾値未満である場合、前記ユーザの状態が歩行状態であると推定する、
請求項２に記載の計測装置。

【請求項4】

前記基準範囲決定手段は、前記加速度波形の振幅が第１基準値未満且つ前記第１基準値よりも小さい第２基準値以上である場合において、前記第１個数が個数閾値以上である場合、前記ユーザの状態が階段を下って走行する状態である階段下降走行状態であると推定し、前記加速度波形の振幅が前記第１基準値未満である場合において、前記第１個数が前記個数閾値未満である場合、又は、前記加速度波形の振幅が前記第２基準値未満である場合、前記ユーザの状態が歩行状態であると推定する、
請求項２に記載の計測装置。

【請求項5】

前記基準範囲決定手段は、前記ユーザの状態が前記階段下降走行状態であると推定した場合、前記基準範囲の下限値を第１下限値に決定し、前記ユーザの状態が前記歩行状態であると推定した場合、前記基準範囲の下限値を前記第１下限値よりも大きい第２下限値に決定する、
請求項３又は４に記載の計測装置。

【請求項6】

前記部分波形の振幅が振幅閾値以上であるか否かを判別する振幅判別手段を備え、
前記計数手段は、前記時間幅判別手段により前記時間幅が前記基準範囲内に収まると判別され、且つ、前記振幅判別手段により前記部分波形の振幅が前記振幅閾値以上であると判別された場合、前記部分波形に対して一歩分を計数する、
請求項１から４の何れか１項に記載の計測装置。

【請求項7】

前記加速度波形の振幅に基づいて、前記振幅閾値を決定する振幅閾値決定手段を備える、
請求項６に記載の計測装置。

【請求項8】

加速度センサにより出力された時系列の加速度データを取得し、
前記時系列の加速度データに基づいて、加速度が加速度の基準値を上まわるタイミングである第１タイミングと、前記加速度が前記加速度の基準値を下まわるタイミングである第２タイミングとを特定し、
前記時系列の加速度データに対応する加速度波形の振幅と所定の時間内における前記第１タイミングと前記第２タイミングとのうち少なくとも一方の個数である第１個数とに基づいて、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間幅に対する基準範囲を決定し、
前記時間幅が前記基準範囲内に収まるか否かを判別し、
前記時間幅が前記基準範囲内に収まると判別した場合、前記加速度波形における前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの波形である部分波形に対して一歩分を計数する、
計測方法。

【請求項9】

コンピュータを、
加速度センサにより出力された時系列の加速度データを取得するデータ取得手段、
前記データ取得手段により取得された前記時系列の加速度データに基づいて、加速度が加速度の基準値を上まわるタイミングである第１タイミングと、前記加速度が前記加速度の基準値を下まわるタイミングである第２タイミングとを特定するタイミング特定手段、
前記時系列の加速度データに対応する加速度波形の振幅と所定の時間内における前記第１タイミングと前記第２タイミングとのうち少なくとも一方の個数である第１個数とに基づいて、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間幅に対する基準範囲を決定する基準範囲決定手段、
前記時間幅が前記基準範囲決定手段により決定された前記基準範囲内に収まるか否かを判別する時間幅判別手段、
前記時間幅判別手段により前記時間幅が前記基準範囲内に収まると判別された場合、前記加速度波形における前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの波形である部分波形に対して一歩分を計数する計数手段、として機能させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、計測装置、計測方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ユーザに装着された加速度センサの出力に基づいて、ユーザの歩行又は走行による歩数を計測する計測装置が知られている。このような計測装置では、ユーザの状態に応じて、各種の閾値を決定することが好適である。例えば、特許文献１には、加速度波形の振幅から推定したユーザの状態に応じて、加速度波形における一歩分の時間幅に関する閾値を決定する技術が記載されている。

【0003】

特許文献１に記載された技術では、ユーザの状態が加速度波形の振幅が大きくなる状態であるほど、加速度波形における一歩分の時間幅が短くなることを前提としている。具体的には、ユーザの状態が走行状態である場合、加速度波形の振幅が大きく、加速度波形における一歩分の時間幅が短くなることが前提である。また、ユーザの状態が歩行状態である場合、加速度波形の振幅が小さく、加速度波形における一歩分の時間幅が長くなることが前提である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１０１８４９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、ユーザの状態によっては、加速度波形の振幅と加速度波形における一歩分の時間幅との関係が上述した関係にない可能性がある。例えば、ユーザの状態が階段を下降して走行する状態である場合、加速度波形の振幅が小さく、加速度波形における一歩分の時間幅が短いことがある。従って、特許文献１に記載された技術は、歩数計測の精度において改善の余地があるとも考えられる。このため、歩数計測の精度を向上させる技術が望まれている。

【0006】

本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、歩数計測の精度を向上させる計測装置、計測方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本開示に係る計測装置は、
加速度センサにより出力された時系列の加速度データを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された前記時系列の加速度データに基づいて、加速度が加速度の基準値を上まわるタイミングである第１タイミングと、前記加速度が前記加速度の基準値を下まわるタイミングである第２タイミングとを特定するタイミング特定手段と、
前記時系列の加速度データに対応する加速度波形の振幅と所定の時間内における前記第１タイミングと前記第２タイミングとのうち少なくとも一方の個数である第１個数とに基づいて、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間幅に対する基準範囲を決定する基準範囲決定手段と、
前記時間幅が前記基準範囲決定手段により決定された前記基準範囲内に収まるか否かを判別する時間幅判別手段と、
前記時間幅判別手段により前記時間幅が前記基準範囲内に収まると判別された場合、前記加速度波形における前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの波形である部分波形に対して一歩分を計数する計数手段と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、歩数計測の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態に係る計測装置の構成図

【図2】実施の形態に係る計測装置の機能構成図

【図3】フィルタ処理後の合成加速度波形を示す図

【図4】オフセット処理後の合成加速度波形の一部を示す図

【図5】部分波形の時間幅の基準範囲の説明図

【図6】部分波形の時間幅と合成加速度波形の振幅との対応関係を示す図

【図7】ユーザの状態毎に合成加速度波形の振幅と部分波形の時間幅と時間幅の下限閾値とを示す図

【図8】最大加速度と下限閾値との対応関係を示す図

【図9】最大差分値と振幅閾値との対応関係を示す図

【図10】実施の形態に係る計測装置が実行する歩数計測処理を示すフローチャート

【図11】図１０に示す基準範囲決定処理を示すフローチャート

【図12】計測誤差の測定結果を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。

【0011】

（実施の形態）
図１は、実施の形態１に係る計測装置１００の構成を示す図である。計測装置１００は、ユーザの歩行又は走行による歩数を計測する装置である。計測装置１００は、ユーザの身体に装着され、ユーザの身体に加わる加速度を検出して、歩数を計測する。計測装置１００は、例えば、ユーザの腕、ユーザの腰等に装着される。計測装置１００は、歩数を計測する専用の電子機器でもよいし、歩数を計測する機能を有する汎用の電子機器でもよい。歩数を計測する専用の電子機器は、いわゆる歩数計である。汎用の電子機器としては、スマートフォン、スマートウォッチ、携帯電話等がある。図１に示すように、計測装置１００は、制御部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、操作受付部１４と、通信部１５と、検出部１６とを備える。

【0012】

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＴＣ（Real Time Clock）等を備える。ＣＰＵは、中央処理装置、中央演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等とも呼び、計測装置１００の制御に係る処理及び演算を実行する中央演算処理部として機能する。制御部１１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラム及びデータを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて、計測装置１００を統括制御する。ＲＴＣは、例えば、計時機能を有する集積回路である。なお、ＣＰＵは、ＲＴＣから読み出される時刻情報から現在日時を特定可能である。

【0013】

記憶部１２は、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性の半導体メモリを備えており、いわゆる補助記憶装置としての役割を担う。記憶部１２は、制御部１１が各種処理を実行するために使用するプログラム及びデータを記憶する。また、記憶部１２は、制御部１１が各種処理を実行することにより生成又は取得するデータを記憶する。

【0014】

表示部１３は、制御部１１による制御に従って、各種の画像を表示する。例えば、表示部１３は、ユーザから各種の操作を受け付けるための画面を表示する。表示部１３は、タッチスクリーン、液晶ディスプレイ等を備える。操作受付部１４は、ユーザから各種の操作を受け付け、受け付けた操作の内容を示す情報を制御部１１に供給する。操作受付部１４は、タッチスクリーン、ボタン、レバー等を備える。

【0015】

通信部１５は、制御部１１による制御に従って、周知の有線通信規格又は周知の無線通信規格に則って、各種の装置と通信する。周知の有線通信規格としては、ＵＳＢ（Universal Serial Bus、登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）等がある。周知の無線通信規格としては、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等がある。通信部１５は、各種の通信規格に準拠した通信インターフェースを備える。

【0016】

検出部１６は、計測装置１００に加わる加速度を検出する。検出部１６は、例えば、Ｘ軸方向の加速度と、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の加速度と、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交するＺ軸方向の加速度とを検出する３軸加速度センサを備える。検出部１６は、３つの軸方向のそれぞれについて、時系列の加速度データを出力する。つまり、検出部１６は、Ｘ軸方向の加速度を示す時系列データと、Ｙ軸方向の加速度を示す時系列データと、Ｚ軸方向の加速度を示す時系列データとを出力する。

【0017】

次に、図２を参照して、計測装置１００の機能について説明する。計測装置１００は、機能的には、データ取得部１０１と、データ処理部１０２と、タイミング特定部１０３と、基準範囲決定部１０４と、時間幅判別部１０５と、振幅閾値決定部１０６と、振幅判別部１０７と、計数部１０８と、表示制御部１０９とを備える。これらの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、ＲＯＭ又は記憶部１２に格納される。そして、ＣＰＵが、ＲＯＭ又は記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することによって、これらの各機能を実現する。

【0018】

データ取得部１０１は、加速度センサにより出力された時系列の加速度データを取得する。この加速度センサは、例えば、検出部１６が備える３軸加速度センサである。データ取得部１０１は、この３軸加速度センサから各軸方向の時系列の加速度データを取得する。データ取得部１０１は、データ取得手段の一例である。

【0019】

データ処理部１０２は、データ取得部１０１により取得された時系列の加速度データに対して各種の処理を施す。例えば、データ処理部１０２は、合成処理、フィルタ処理、オフセット処理等を実行する。合成処理は、３軸分の加速度を合成する処理である。合成処理は、例えば、各時刻の加速度について、Ｘ軸方向の加速度とＹ軸方向の加速度とＺ軸方向の加速度との二乗和の平方根を算出し、算出した二乗和の平方根を合成加速度として求める処理である。合成処理により、時系列の合成加速度データが算出される。

【0020】

フィルタ処理は、合成処理により得られた時系列の合成加速度データから高周波成分を除去する処理である。一般的に、人間の歩行又は走行時におけるピッチの限界は５Ｈｚ程度である。そこで、フィルタ処理では、５Ｈｚ以上の信号成分がノイズ成分として除去される。例えば、加速度データのサンプリング周波数が３２Ｈｚである場合、タップ数が７であり、タップ係数が１，２，３，４，３，２，１であるローパスフィルタにより、時系列の合成加速度から高周波成分が除去される。フィルタ処理により、高周波成分が除去された時系列の合成加速度データが算出される。

【0021】

図３に、ユーザが走行しているときに取得される、フィルタ処理後の合成加速度波形を示す。合成加速度波形は、時系列の合成加速度データに対応する波形である。図３において、横軸は、時間であるｔを示し、縦軸は、フィルタ処理後の合成加速度であるａ１を示す。なお、本実施の形態では、加速度のサンプリング周期は、３２Ｈｚである。ユーザが走行している場合、図３に示すように、合成加速度は、基本的に、周期的に変動する。また、ユーザが歩行している場合に取得される合成加速度も、基本的に、周期的に変動する。なお、歩行時に取得される合成加速度の振幅は、基本的に、走行時に取得される合成加速度の振幅よりも小さい。また、歩行時に取得される合成加速度の変動周期は、基本的に、走行時に取得される合成加速度の変動周期よりも長い。

【0022】

図３において、基本的に、合成加速度波形の１つのピークを一歩と見做すことができる。本実施の形態では、合成加速度波形の１つのピークに対応する波形である部分波形に注目し、部分波形の幅と部分波形の振幅との双方に基づいて、この部分波形が歩行又は走行に起因する波形であるか否かを判別する。この部分波形が歩行又は走行に起因する波形であると判別された場合、一歩分を計数する。部分波形の幅は、基本的に、歩行又は走行のピッチに対応する。部分波形の振幅は、基本的に、歩行又は走行による加速度変化の大きさに対応する。

【0023】

オフセット処理は、フィルタ処理により得られた時系列の合成加速度データから直流成分を除去する処理である。歩行又は走行による加速度の変化から歩数を求める場合、加速度の直流成分は不要である。そこで、オフセット処理では、時系列の合成加速度から直流成分をオフセット成分として除去する。例えば、加速度データのサンプリング周波数が３２Ｈｚである場合、タップ数が１７であり、各タップ係数が１である平均フィルタにより、時系列の合成加速度の直流成分が算出される。そして、時系列の合成加速度のそれぞれから、算出された直流成分が除去される。オフセット処理により、直流成分が除去された時系列の合成加速度データが算出される。

【0024】

タイミング特定部１０３は、データ取得部１０１により取得された時系列の加速度データに基づいて、第１タイミングと第２タイミングとを特定する。第１タイミングは、加速度が加速度の基準値を上まわるタイミングである。第２タイミングは、加速度が加速度の基準値を下まわるタイミングである。加速度の基準値は、例えば、時系列の加速度データが示す加速度の直流成分に対応する値である。具体的には、例えば、加速度の基準値は、直近の規定時間における加速度の平均値である。規定時間は、例えば、１秒間である。

【0025】

直流成分が除去された時系列の合成加速度データに対応する合成加速度波形において、第１タイミングは、正方向に向かってゼロクロスするタイミングであり、第２タイミングは、負方向に向かってゼロクロスするタイミングである。例えば、タイミング特定部１０３は、データ処理部１０２が算出した、直流成分が除去された時系列の合成加速度データに基づいて、第１タイミングと第２タイミングとを特定する。図４に、直流成分が除去された時系列の合成加速度データに対応する合成加速度波形の一部を示す。図４において、横軸は、時間であるｔを示し、縦軸は、オフセット処理後の合成加速度であるａ２を示す。

【0026】

図４において、合成加速度が上昇中にゼロクロスするタイミングはｔ１１であり、合成加速度が下降中にゼロクロスするタイミングはｔ１２である。従って、ｔ１１を第１タイミングとし、ｔ１２を第２タイミングとすることが好適である。しかしながら、ｔ１１及びｔ１２を特定する場合、例えば、補間処理に伴う処理負荷が大きい。そこで、本実施の形態では、時系列の合成加速度のうち、負の値から正の値に変化した合成加速度に対応する第１ポイントのタイミングであるｔ１を第１タイミングと見做す。また、時系列の合成加速度のうち、正の値から負の値に変化した合成加速度に対応する第２ポイントのタイミングであるｔ２を第２タイミングと見做す。

【0027】

なお、加速度が加速度の基準値を上まわる第１タイミングは、ａ２が０になった直後のタイミングであるｔ１に限定されない。例えば、第１タイミングは、ａ２が０になる直前のタイミングであるｔ２１でもよいし、ａ２が０になったタイミングであるｔ１１でもよいし、ａ２が０になる直前のタイミングであるｔ２１とａ２が０になった直後のタイミングであるｔ１との中間のタイミングでもよい。また、加速度が加速度の基準値を下まわる第２タイミングは、ａ２が０になった直後のタイミングであるｔ２に限定されない。例えば、第２タイミングは、ａ２が０になる直前のタイミングであるｔ２２でもよいし、ａ２が０になったタイミングであるｔ１２でもよいし、ａ２が０になる直前のタイミングであるｔ２２とａ２が０になった直後のタイミングであるｔ２との中間のタイミングでもよい。

【0028】

図４では、第１ポイントを白抜きの丸で示し、第２ポイントを白抜きの四角で示す。本実施の形態では、直流成分が除去された合成加速度波形のうち第１タイミングであるｔ１から第２タイミングであるｔ２までの波形を部分波形という。加速度データのサンプリング周波数が高いほど、ｔ１１とｔ１との差、及び、ｔ１２とｔ２との差は小さい。なお、後述するように、全ての部分波形に対して、歩行又は走行に起因する波形であるか否か判別される。そして、歩行又は走行に起因する波形であると判別された部分波形の個数が歩数に設定される。タイミング特定部１０３は、タイミング特定手段の一例である。

【0029】

基準範囲決定部１０４は、時系列の加速度データに対応する加速度波形の振幅と第１個数とに基づいて、第１タイミングから第２タイミングまでの時間幅に対する基準範囲を決定する。第１タイミングから第２タイミングまでの時間幅は、１つの部分波形の時間幅である。つまり、この第２タイミングは、この第１タイミングよりも後の第２タイミングであって、この第１タイミングと隣接する第２タイミングである。従って、第１タイミングから第２タイミングまでの時間幅は、複数の第１タイミングのうち特定の第１タイミングから、複数の第２タイミングのうち、この特定の第１タイミングの直後の第２タイミングまでの時間幅である。

【0030】

第１個数は、所定の時間内における第１タイミングと第２タイミングとのうち少なくとも一方の個数である。つまり、第１個数は、所定の時間内における第１タイミングの個数でもよいし、所定の時間内における第２タイミングの個数でもよいし、所定の時間内における第１タイミングの個数と所定の時間内における第２タイミングの個数との和でもよい。所定の時間は、例えば、直近の２秒間である。

【0031】

ここで、部分波形の時間幅であるＴ１が基準範囲に収まることが、部分波形が歩行又は走行に起因する波形であると判別されるための１つの条件である。つまり、図５に示すように、Ｔ１がＴｔｈ１からＴｔｈ２までの基準範囲に収まる場合、部分波形が歩行又は走行に起因する波形であると判別される可能性がある。一方、Ｔ１がＴｔｈ１からＴｔｈ２までの基準範囲に収まらない場合、部分波形が歩行又は走行に起因する波形でないと判別される。

【0032】

Ｔｔｈ１は、基準範囲の下限値であり、適宜、下限閾値という。Ｔｔｈ２は、基準範囲の上限値であり、適宜、上限閾値という。Ｔ１がＴｔｈ１に満たない場合、部分波形は、ノイズに起因する波形であると判別される。また、Ｔ１がＴｔｈ２を超える場合、部分波形は、他の要因に起因する波形であると判別される。このように、本実施の形態では、合成加速度波形に含まれる部分波形が歩行又は走行に起因する波形である場合、この部分波形の時間幅が基準範囲内に収まることを前提としている。

【0033】

ところで、部分波形の時間幅は、ユーザの状態により変動すると考えられる。例えば、ユーザが歩行しているときの部分波形の時間幅は、ユーザが走行しているときの部分波形の時間幅よりも大きいことが一般的である。そこで、ユーザの状態を推定し、ユーザの状態に応じて、部分波形の時間幅に対する基準範囲を調整することが好適である。本実施の形態では、基準範囲の下限値である下限閾値がユーザの状態に応じて調整され、基準範囲の上限値である上限閾値が固定値である。

【0034】

ユーザの状態を推定する手法は、適宜、調整することができる。例えば、加速度波形の振幅、より詳細には、直流成分が除去された合成加速度波形の振幅から、ユーザの状態を推定することができる。しかしながら、合成加速度波形の振幅のみからユーザの状態を完全に特定することは容易ではない。そこで、本実施の形態では、合成加速度波形の振幅に加え、上述した第１個数を考慮して、ユーザの状態を推定する。

【0035】

図６に、部分波形の時間幅と合成加速度波形の振幅とユーザの状態との対応関係を示す。図６において、横軸は、部分波形の時間幅であるＴ１を示し、縦軸は、合成加速度波形の振幅であるＡ１を示す。図６には、ユーザの状態として、走行状態と、早歩き状態と、歩行状態と、階段下降走行状態とが示されている。なお、階段下降走行状態は、階段を下降して走行する状態である。図７に、ユーザの状態毎に合成加速度波形の振幅と部分波形の時間幅と時間幅の下限閾値とを示す。

【0036】

図６に示すように、ユーザの状態から部分波形の時間幅を推定可能である。また、図６に示すように、階段下降走行状態を考慮しない場合、合成加速度波形の振幅からユーザの状態を推定可能である。つまり、階段下降走行状態を考慮しない場合、合成加速度波形の振幅から部分波形の時間幅を推定可能である。この場合、合成加速度波形の振幅が大きいほど、部分波形の時間幅が小さい。

【0037】

例えば、合成加速度波形の振幅が大きい場合、ユーザの状態が走行状態であると判別可能であり、部分波形の時間幅が小さいと判別可能である。また、例えば、合成加速度波形の振幅が中程度である場合、ユーザの状態が早歩き状態であると判別可能であり、部分波形の時間幅が中程度であると判別可能である。また、例えば、合成加速度波形の振幅が小さい場合、ユーザの状態が歩行状態であると判別可能であり、部分波形の時間幅が大きいと判別可能である。

【0038】

一方、階段下降走行状態を考慮する場合、合成加速度波形の振幅からユーザの状態を推定することが困難である。つまり、階段下降走行状態を考慮する場合、合成加速度波形の振幅からユーザの状態を推定することが困難であるため、合成加速度波形の振幅から部分波形の時間幅を推定することが困難である。例えば、合成加速度波形の振幅が小さい場合、ユーザの状態が歩行状態と階段下降走行状態との何れの状態であるのか判別することが困難であり、部分波形の時間幅を推定することが困難である。

【0039】

このように、合成加速度波形の振幅のみからユーザの状態を完全に推定することは困難である。そこで、本実施の形態では、合成加速度波形の振幅に加えて、上述した第１個数を考慮して、ユーザの状態を推定する。つまり、歩行又は走行による加速度の変動が大きいほど合成加速度波形の振幅が大きいことを考慮して、合成加速度波形の振幅からユーザの状態を絞り込む。また、歩行又は走行のピッチが速いほど第１個数が多いことを考慮して、第１個数からユーザの状態を更に絞り込む。

【0040】

例えば、ユーザの状態が歩行状態である場合、歩行による加速度の変動は小さく、合成加速度波形の振幅は小さいと考えられる。また、ユーザの状態が階段下降走行状態である場合、階段下降走行による加速度の変動は小さく、合成加速度波形の振幅は小さいと考えられる。このため、ユーザの状態が歩行状態と階段下降走行状態との何れの状態であるのかを、合成加速度波形の振幅のみから判別することが困難である。

【0041】

ここで、ユーザの状態が歩行状態である場合、歩行のピッチは遅く、第１個数は小さいと考えられる。また、ユーザの状態が階段下降走行状態である場合、歩行のピッチは速く、第１個数は大きいと考えられる。このため、ユーザの状態が歩行状態と階段下降走行状態との何れの状態であるのかを、第１個数から判別することが可能である。つまり、本実施の形態では、合成加速度波形の振幅と第１個数とからユーザの状態を推定し、推定したユーザの状態から部分波形の時間幅を推定する。

【0042】

基準範囲決定部１０４は、推定された時間幅に応じて、下限閾値を設定する。具体的には、図７に示すように、基準範囲決定部１０４は、推定された時間幅が大きいほど、下限閾値を大きくする。例えば、基準範囲決定部１０４は、ユーザの状態が走行状態であると推定した場合、下限閾値を小さくして、走行に起因する部分波形がノイズに起因する部分波形であると見做されることを抑制する。また、基準範囲決定部１０４は、ユーザの状態が歩行状態であると推定した場合、下限閾値を大きくして、ノイズに起因する部分波形が歩行に起因する部分波形であると見做されることを抑制する。

【0043】

図８を参照して、合成加速度波形の振幅と第１個数とから決定される下限閾値について説明する。合成加速度波形の振幅を求める手法は、適宜、調整することができる。本実施の形態では、直流成分が除去された時系列の合成加速度のうち直近の１秒間における最大の合成加速度である最大加速度を、合成加速度波形の振幅と見做す。つまり、この最大加速度であるＡｍａｘが合成加速度波形の振幅であるＡ１と見做される。図８において、横軸は、最大加速度であるＡｍａｘを示し、縦軸は、下限閾値であるＴｔｈ１を示す。また、図８において、太い実線はユーザの状態が走行状態と早歩き状態と歩行状態との何れかの状態であるときの下限閾値を示し、太い破線はユーザの状態が階段下降走行状態であるときの下限閾値を示す。

【0044】

基準範囲決定部１０４は、最大加速度であるＡｍａｘがＡｃ３以上である場合、ユーザの状態が走行状態であると推定し、下限閾値であるＴｔｈ１をＴｃ１に設定する。Ｔｃ１は、例えば、６３ｍｓｅｃである。基準範囲決定部１０４は、ＡｍａｘがＡｃ３未満且つＡｃ１を超える場合、ユーザの状態が早歩き状態であると推定し、Ｔｔｈ１をＴｃ１からＴｃ２までの何れかの値に設定する。Ａｃ１は、Ａｃ３よりも小さい。Ｔｃ２は、Ｔｃ１よりも大きく、例えば、１２５ｍｓｅｃである。なお、基準範囲決定部１０４は、ユーザの状態が早歩き状態であると推定した場合、Ａｍａｘが大きいほどＴｔｈ１を小さくする。

【0045】

基準範囲決定部１０４は、ＡｍａｘがＡｃ１以下であり、且つ、第１個数が個数閾値未満である場合、又は、ＡｍａｘがＡｃ２未満である場合、ユーザの状態が歩行状態であると推定し、Ｔｔｈ１をＴｃ２に設定する。Ａｃ２は、Ａｃ１よりも小さい。個数閾値は、歩行又は走行のピッチが３Ｈｚ以上である場合と、このピッチが３Ｈｚ未満である場合とを区別可能な程度の値に設定される。

【0046】

例えば、第１個数が直近の２秒間における第１タイミングの個数である場合、個数閾値は６に設定される。例えば、第１個数が直近の２秒間における第１タイミング又は第２タイミングの個数である場合、個数閾値は１２に設定される。基準範囲決定部１０４は、ＡｍａｘがＡｃ１以下且つＡｃ２以上であり、且つ、第１個数が個数閾値以上である場合、ユーザの状態が階段下降走行状態であると推定し、Ｔｔｈ１をＴｃ１に設定する。

【0047】

以上説明したように、基準範囲決定部１０４は、加速度波形の振幅と第１個数とに基づいてユーザの状態を推定し、推定したユーザの状態に基づいて基準範囲を決定する。例えば、基準範囲決定部１０４は、加速度波形の振幅が第１基準値未満且つ第１基準値よりも小さい第２基準値以上である場合において、第１個数が個数閾値以上である場合、ユーザの状態が階段を走行して下降する状態である階段下降走行状態であると推定する。Ａｃ２は、第２基準値の一例である。また、基準範囲決定部１０４は、加速度波形の振幅が第１基準値未満である場合において、第１個数が個数閾値未満である場合、又は、加速度波形の振幅が第２基準値未満である場合、ユーザの状態が歩行状態であると推定する。

【0048】

基準範囲決定部１０４は、ユーザの状態が階段下降走行状態であると推定した場合、基準範囲の下限値を第１下限値に決定する。Ｔｃ１は、第１下限値の一例である。基準範囲決定部１０４は、ユーザの状態が歩行状態であると推定した場合、基準範囲の下限値を第１下限値よりも大きい第２下限値に決定する。Ｔｃ２は、第２下限値の一例である。基準範囲決定部１０４は、基準範囲決定手段の一例である。

【0049】

時間幅判別部１０５は、第１タイミングから第２タイミングまでの時間幅が、基準範囲決定部１０４が決定した基準範囲内に収まるか否かを判別する。具体的には、時間幅判別部１０５は、時間幅であるＴ１が下限閾値であるＴｔｈ１から上限閾値であるＴｔｈ２までの範囲内に収まるか否かを判別する。つまり、時間幅判別部１０５は、部分波形から想定されるピッチが、歩行又は走行に起因するピッチであるか否かを判別する。時間幅判別部１０５は、時間幅判別手段の一例である。

【0050】

振幅閾値決定部１０６は、加速度波形の振幅に基づいて、振幅閾値を決定する。振幅閾値は、部分波形の振幅に対する閾値である。本実施の形態では、直流成分が除去された時系列の合成加速度のうち直近の１秒間における最大加速度であるＡｍａｘと最小加速度であるＡｍｉｎとの差である最大差分値であるＡｄｉｆに基づいて、振幅閾値を決定する。なお、この最大差分値であるＡｄｉｆは、合成加速度波形の振幅であるＡ１の倍程度の値であると見做すことができる。

【0051】

図９を参照して、最大差分値から決定される振幅閾値について説明する。図９において、横軸は、最大差分値であるＡｄｉｆを示し、縦軸は、振幅閾値であるＡｔｈを示す。振幅閾値決定部１０６は、最大差分値であるＡｄｉｆがＡｃ１１未満である場合、ユーザが歩行又は走行している可能性が低いと推定し、振幅閾値であるＡｔｈをＡｃ２１からＡｃ２２までの何れかの値に設定する。具体的には、振幅閾値決定部１０６は、この場合、歩数の誤認識が抑制されるように、Ａｄｉｆが小さいほどＡｔｈを大きくする。Ａｃ２２はＡｃ２１よりも大きい。

【0052】

振幅閾値決定部１０６は、ＡｄｉｆがＡｃ１１以上且つＡｃ１２以下である場合、ユーザが加速度の変動が少ない歩行又は走行をしている可能性が高いと推定し、ＡｔｈをＡｃ２１に設定する。つまり、振幅閾値決定部１０６は、計数漏れを軽減するため、Ａｔｈを比較的小さい値であるＡｃ２１にする。加速度の変動が少ない歩行又は走行は、例えば、早歩きでない歩行、階段を下降して下る等である。なお、Ａｃ１２はＡｃ１１よりも大きい。

【0053】

振幅閾値決定部１０６は、ＡｄｉｆがＡｃ１２よりも大きく且つＡｃ１３未満である場合、ユーザが加速度の変動が中程度の歩行又は走行をしている可能性が高いと推定し、ＡｔｈをＡｃ２１からＡｃ２３までの何れかの値に設定する。具体的には、振幅閾値決定部１０６は、Ａｄｉｆが大きいほどＡｔｈを大きくする。なお、Ａｄｉｆが大きいほど、Ａｔｈを大きくしても、計数漏れは起きにくいと考えられる。加速度の変動が中程度の歩行又は走行は、例えば、早歩き、ジョギング等である。Ａｃ２３はＡｃ２２よりも大きい。

【0054】

振幅閾値決定部１０６は、ＡｄｉｆがＡｃ１３以上である場合、ユーザが走行している可能性が高いと推定し、ＡｔｈをＡｃ２３に設定する。なお、この場合、Ａｄｉｆが十分に大きいため、Ａｔｈを大きくしても、計数漏れは起きにくいと考えられる。このように、振幅閾値決定部１０６は、加速度波形の振幅に基づいて、振幅閾値を決定する。振幅閾値決定部１０６は、振幅閾値決定手段の一例である。

【0055】

振幅判別部１０７は、部分波形の振幅が振幅閾値以上であるか否かを判別する。例えば、振幅判別部１０７は、部分波形を表す直流成分が除去された時系列の合成加速度の中に、振幅閾値以上の合成加速度が含まれるか否かを判別する。例えば、図４においては、白抜きの三角で示す２つのポイントに対応する合成加速度が振幅閾値であるＡｔｈ以上である。この場合、振幅判別部１０７は、部分波形の振幅が振幅閾値以上であると判別する。振幅判別部１０７は、振幅判別手段の一例である。

【0056】

計数部１０８は、時間幅判別部１０５が時間幅が基準範囲内に収まると判別し、且つ、振幅判別部１０７が部分波形の振幅が振幅閾値以上であると判別した場合、部分波形に対して一歩分を計数する。つまり、計数部１０８は、部分波形の時間幅が歩行又は走行のピッチに対応した時間幅であり、部分波形の振幅が歩行又は走行に伴う加速度の変動量に対応した振幅であると判別した場合、部分波形が歩行又は走行に起因した波形であると見做し、歩数をカウントアップする。計数部１０８は、計数手段の一例である。

【0057】

表示制御部１０９は、計数部１０８による計数結果を表示する。例えば、表示制御部１０９は、計数部１０８が求めた歩数を表示するように表示部１３を制御する。

【0058】

次に、図１０のフローチャートを参照して、計測装置１００が実行する歩数計測処理について説明する。歩数計測処理は、例えば、計測装置１００がユーザから歩数計測処理の開始指示を受け付けたことに応答して実行される。

【0059】

まず、計測装置１００が備える制御部１１は、規定時間分の加速度データを取得する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部１１は、１秒分のＸ軸方向の加速度データと１秒分のＹ軸方向の加速度データと１秒分のＺ軸方向の加速度データとを検出部１６から取得する。制御部１１は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、合成加速度データを生成する（ステップＳ１０２）。例えば、制御部１１は、各時刻における３方向分の加速度データについて二乗和の平方根を求めて、１秒分の合成加速度データを算出する。

【0060】

制御部１１は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、フィルタ処理を実行する（ステップＳ１０３）。つまり、制御部１１は、１秒分の合成加速度データをローパスフィルタにかけて、高周波成分が除去された１秒分の合成加速度データを取得する。制御部１１は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、オフセット処理を実行する（ステップＳ１０４）。つまり、制御部１１は、高周波成分が除去された１秒分の合成加速度の平均値を求め、高周波成分が除去された１秒分の合成加速度のそれぞれから平均値を除算することにより、直流成分が除去された１秒分の合成加速度データを取得する。

【0061】

制御部１１は、ステップＳ１０４の処理を完了すると、第１タイミングを特定する（ステップＳ１０５）。例えば、制御部１１は、直流成分が除去された１秒分の合成加速度データが示す合成加速度波形において、負の値から正の値になるポイントを全て特定する。制御部１１は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、第２タイミングを特定する（ステップＳ１０６）。例えば、制御部１１は、直流成分が除去された１秒分の合成加速度データが示す合成加速度波形において、正の値から負の値になるポイントを全て特定する。

【0062】

制御部１１は、ステップＳ１０６の処理を完了すると、基準範囲決定処理を実行する（ステップＳ１０７）。基準範囲決定処理については、図１１に示すフローチャートを参照して、詳細に説明する。

【0063】

まず、制御部１１は、合成加速度波形の振幅が第３基準値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。例えば、制御部１１は、図８において、ＡｍａｘがＡｃ３以上であるか否かを判別する。制御部１１は、合成加速度波形の振幅が第３基準値以上であると判別すると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、走行時用の下限閾値を採用する（ステップＳ２０２）。例えば、制御部１１は、図８において、Ｔｃ１を基準範囲の下限値として採用する。

【0064】

制御部１１は、合成加速度波形の振幅が第３基準値以上でないと判別すると（ステップＳ２０１：ＮＯ）、合成加速度波形の振幅が第１基準値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０３）。例えば、制御部１１は、図８において、ＡｍａｘがＡｃ１以上であるか否かを判別する。制御部１１は、合成加速度波形の振幅が第１基準値以上であると判別すると（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、早歩き時用の下限閾値を採用する（ステップＳ２０４）。例えば、制御部１１は、図８において、Ｔｃ１からＴｃ２までの何れかの値を基準範囲の下限値として採用する。

【0065】

制御部１１は、合成加速度波形の振幅が第１基準値以上でないと判別すると（ステップＳ２０３：ＮＯ）、合成加速度波形の振幅が第２基準値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０５）。例えば、制御部１１は、図８において、ＡｍａｘがＡｃ２以上であるか否かを判別する。制御部１１は、合成加速度波形の振幅が第２基準値以上であると判別すると（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、所定の時間内のゼロクロス回数が回数閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０６）。所定の時間内のゼロクロス回数は、上述した第１個数に対応する。回数閾値は、上述した個数閾値に対応する。

【0066】

制御部１１は、所定の時間内のゼロクロス回数が回数閾値以上であると判別すると（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、階段下降走行時用の下限閾値を採用する（ステップＳ２０７）。例えば、制御部１１は、図８において、Ｔｃ１を基準範囲の下限値として採用する。制御部１１は、合成加速度波形の振幅が第２基準値以上でないと判別した場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、又は、所定の時間内のゼロクロス回数が回数閾値以上でないと判別した場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）、歩行時用の下限閾値を採用する（ステップＳ２０８）。例えば、制御部１１は、図８において、Ｔｃ２を基準範囲の下限値として採用する。

【0067】

制御部１１は、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４、ステップＳ２０７又はステップＳ２０８の処理を完了すると、予め定められた上限閾値を採用する（ステップＳ２０９）。制御部１１は、ステップＳ２０９の処理を完了すると、基準範囲決定処理を完了する。

【0068】

制御部１１は、ステップＳ１０７の基準範囲決定処理を完了すると、振幅閾値決定処理を実行する（ステップＳ１０８）。例えば、制御部１１は、図９を参照して説明したように、最大差分値から振幅閾値を決定する。制御部１１は、ステップＳ１０８の処理を完了すると、未選択の部分波形があるか否かを判別する（ステップＳ１０９）。つまり、制御部１１は、１秒分の合成加速度波形に含まれる部分波形のうちステップＳ１１０で選択されていない部分波形があるか否かを判別する。なお、部分波形は、１秒分の合成加速度波形における第１タイミングから第２タイミングまでの波形である。１秒分の合成加速度波形には、１つ以上の部分波形が含まれることもあるし、部分波形が含まれていないこともある。

【0069】

制御部１１は、未選択の部分波形がないと判別すると（ステップＳ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１０１に処理を戻す。ここで、１秒分の合成加速度波形において、最新の第２タイミングよりも後のタイミングに第１タイミングが含まれている場合、この最新の第２タイミング以降の合成加速度データが、以後の処理に持ち越される。かかる構成によれば、部分波形の検出漏れが抑制され、計数漏れが抑制される。

【0070】

制御部１１は、未選択の部分波形があると判別すると（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、部分波形を選択する（ステップＳ１１０）。例えば、制御部１１は、１秒分の合成加速度波形に含まれる１つ以上の部分波形から未選択の部分波形を選択する。なお、部分波形を選択することは、第１タイミングとこの第１タイミングの後に続く第２タイミングとの組を選択することに対応する。

【0071】

制御部１１は、ステップＳ１１０の処理を完了すると、部分波形の時間幅が基準範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ１１１）。例えば、制御部１１は、図５に示す例において、Ｔ１がＴｔｈ１からＴｔｈ２までの範囲内にあるか否かを判別する。制御部１１は、部分波形の時間幅が基準範囲内であると判別すると（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、部分波形の振幅が振幅閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ１１２）。例えば、制御部１１は、図４に示す例において、部分波形を構成する時系列の合成加速度の中にＡｔｈを超える合成加速度があるか否かを判別する。

【0072】

制御部１１は、部分波形の振幅が振幅閾値以上であると判別すると（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、部分波形に対して一歩分を計数する（ステップＳ１１３）。制御部１１は、部分波形の時間幅が基準範囲内でないと判別した場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、部分波形の振幅が振幅閾値以上でないと判別した場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、又は、ステップＳ１１３の処理を完了した場合、ステップＳ１０９に処理を戻す。

【0073】

次に、図１２を参照して、計測装置１００による歩数計測の誤差について説明する。図１２には、計測装置１００と比較例に係る計測装置とのそれぞれを用いて、各種の歩き方又は走り方について歩数計測を実施したときの計測誤差を示している。歩数計数の計測誤差は、歩数計測により得られた歩数をＭ，真の歩数をＴとして、（Ｍ－Ｔ）／Ｔのパーセント表示で表している。

【0074】

図１２では、比較例に係る計測装置による計測誤差を白抜きの四角で示し、計測装置１００による計測誤差を黒色の四角で示している。なお、計測装置１００は第１個数を考慮した歩数計測を実施し、比較例に係る計測装置は第１個数を考慮しない歩数計測を実施する。つまり、計測装置１００は、合成加速度波形の振幅と第１個数とからユーザの状態を推定し、ユーザの状態から部分波形の時間幅に対する基準範囲を決定する。一方、比較例に係る計測装置は、合成加速度波形の振幅からユーザの状態を推定し、ユーザの状態から部分波形の時間幅に対する基準範囲を決定する。

【0075】

計測装置１００による計測誤差と比較例に係る計測装置による計測誤差とを比較すると、腕振り走行で階段を下る場合に大きな差異が見られ、他の歩き方又は走り方では大きな差違は見られない。具体的には、腕振り走行で階段を下る場合、計測装置１００による計測誤差は－９．９±１３．０％であり、比較例に係る計測装置による計測誤差は－２２．５±１９．５％である。また、計測装置１００による全体の計測誤差は０．９±６．４％であり、比較例に係る計測装置による全体の計測誤差は－１．７±６．３％である。このように、腕振り走行で階段を下る場合、第１個数を考慮した歩数計測を実施することにより、計測誤差を小さくすることが確認できた。

【0076】

なお、第１個数を考慮しない歩数計測では、合成加速度波形の振幅のみからユーザの状態が推定されるため、ユーザの状態が適切に推定されない可能性がある。例えば、第１個数を考慮しない歩数計測では、実質的に、合成加速度波形の振幅が小さいほど、部分波形の時間幅が大きく推定され、時間幅の下限閾値が大きく設定される。ここで、階段を走行して下る場合、合成加速度波形の振幅は小さいが、部分波形の時間幅も小さい。このため、第１個数を考慮しない歩数計測では、階段を走行して下る場合、時間幅の下限閾値が不当に大きく設定される。その結果、階段下降走行に起因した部分波形がノイズに起因した波形であると見做されて計数漏れが発生し、真の歩数よりも小さい歩数が計測される。

【0077】

一方、第１個数を考慮する歩数計測では、合成加速度波形の振幅と第１個数とからユーザの状態が推定されるため、ユーザの状態が適切に推定される。従って、第１個数を考慮する歩数計測では、部分波形の時間幅が適切に推定され、時間幅の下限閾値が適切に設定される。このため、第１個数を考慮しない歩数計測では、例えば、階段を走行して下る場合、時間幅の下限閾値が適切に小さく設定される。その結果、階段下降走行に起因した部分波形が歩行又は走行に起因した波形であると適切に見做されて、真の歩数に近い歩数が計測される。

【0078】

本実施の形態では、加速度波形の振幅と第１個数とに基づいて基準範囲が決定され、部分波形の時間幅が基準範囲内に収まると判別された場合、部分波形に対して一歩分が計数される。従って、本実施の形態によれば、部分波形が歩行又は走行に起因した波形であるか否かが適切に判別され、歩数計測の精度を向上させることができる。

【0079】

また、本実施の形態では、加速度波形の振幅と第１個数とに基づいて加速度センサを装着しているユーザの状態が推定され、推定されたユーザの状態に基づいて基準範囲が決定される。従って、本実施の形態によれば、ユーザの状態に応じた適切な基準範囲を設定することができる。

【0080】

また、本実施の形態では、加速度波形の振幅が第１基準値未満且つ第１基準値よりも小さい第２基準値以上である場合において、第１個数が個数閾値以上である場合、ユーザの状態が階段を下降して走行する状態である階段下降走行状態であると推定される。また、加速度波形の振幅が第１基準値未満である場合において、第１個数が個数閾値未満である場合、又は、加速度波形の振幅が第２基準値未満である場合、ユーザの状態が歩行状態であると推定される。従って、本実施の形態によれば、ユーザの状態が階段下降走行状態と歩行状態との何れの状態であるのかを適切に判別することができる。

【0081】

また、本実施の形態では、ユーザの状態が階段下降走行状態であると推定された場合、基準範囲の下限値が第１下限値に決定され、ユーザの状態が歩行状態であると推定された場合、基準範囲の下限値が第１下限値よりも大きい第２下限値に決定される。従って、本実施の形態によれば、階段下降走行状態又は歩行状態に応じた適切な基準範囲を設定することができる。

【0082】

また、本実施の形態では、部分波形の時間幅が基準範囲内に収まると判別され、且つ、部分波形の振幅が振幅閾値以上であると判別された場合、部分波形に対して一歩分が計数される。従って、本実施の形態によれば、部分波形が歩行又は走行に起因した波形であるか否かを更に適切に判別し、歩数計測の精度を更に向上させることができる。

【0083】

また、本実施の形態では、加速度波形の振幅に基づいて振幅閾値が決定される。従って、本実施の形態によれば、部分波形が歩行又は走行に起因した波形であるか否かを更に適切に判別し、歩数計測の精度を更に向上させることができる。

【0084】

（変形例）
以上、実施の形態を説明したが、種々の形態による変形及び応用が可能である。上記実施の形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上記実施の形態において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。

【0085】

実施の形態では、加速度波形の振幅が第１基準値未満である場合、加速度波形の振幅と第１個数との双方に基づいて、ユーザの状態が階段下降走行状態と歩行状態との何れであるのかを判別する例について説明した。加速度波形の振幅が第１基準値未満である場合、第１個数のみに基づいて、ユーザの状態が階段下降走行状態と歩行状態との何れであるのかを判別してもよい。この場合、基準範囲決定部１０４は、加速度波形の振幅が第１基準値未満である場合において、第１個数が個数閾値以上である場合、ユーザの状態が階段を下って走行する状態である階段下降走行状態であると推定する。また、基準範囲決定部１０４は、加速度波形の振幅が第１基準値未満である場合において、第１個数が個数閾値未満である場合、ユーザの状態が歩行状態であると推定する。

【0086】

実施の形態では、部分波形の時間幅と部分波形の振幅との双方から部分波形が歩行又は走行に起因した波形であるか否かを判別する例について説明した。部分波形の時間幅のみから部分波形が歩行又は走行に起因した波形であるか否かを判別してもよい。

【0087】

実施の形態では、二乗和の平方根の算出により、３軸の加速度データから合成加速度データを算出する例について説明した。二乗平均平方根の算出により、３軸の加速度データから合成加速度データを算出してもよい。実施の形態では、計測装置１００は、３軸の加速度データを取得し、３軸の加速度データから合成加速度データを求める例について説明した。計測装置１００は、２軸の加速度データを取得し、２軸の加速度データから合成加速度データを求めてもよいし、１軸の加速度データを取得し、１軸の加速度データから合成加速度データを求めてもよい。なお、計測装置１００は、二乗和の平方根又は二乗平均平方根の算出により、合成加速度データを求めることができる。

【0088】

実施の形態では、時系列の合成加速度のうち、負の値から正の値に変化した合成加速度に対応するｔ１を第１タイミングと見做し、時系列の合成加速度のうち、正の値から負の値に変化した合成加速度に対応するｔ２を第２タイミングと見做す例について説明した。時系列の合成加速度のうち、負の値から正の値に変化する直前の合成加速度に対応するタイミングであるｔ２１を第１タイミングと見做し、時系列の合成加速度のうち、正の値から負の値に変化した合成加速度に対応するタイミングであるｔ２２を第２タイミングと見做してもよい。また、合成加速度が上昇中にゼロクロスするタイミングであるｔ１１を第１タイミングと見做し、合成加速度が下降中にゼロクロスするタイミングであるｔ１２を第２タイミングと見做してもよい。なお、ｔ１１及びｔ１２は、周知の補間処理により算出することができる。例えば、ｔ２１とｔ１との平均値をｔ１１として算出し、ｔ２２とｔ２との平均値をｔ１２として算出してもよい。

【0089】

実施の形態では、基準範囲の下限値である下限閾値を可変値とし、基準範囲の上限値である上限閾値を固定値とする例について説明した。下限閾値と上限閾値との双方を可変値としてもよい。実施の形態では、早歩き用の下限閾値は、最大加速度に応じた可変値である例について説明した。早歩き用の下限閾値は、Ｔｃ１よりも大きくＴｃ２よりも小さい固定値でもよい。

【0090】

実施の形態では、直近の１秒間における合成加速度の最大値、又は、直近の１秒間における合成加速度の最大値と最小値との差である最大差分値を、合成加速度波形の振幅と見做す例について説明した。直近の１秒間における合成加速度の直流成分の値を、合成加速度波形の振幅と見做してもよい。

【0091】

実施の形態では、階段下降走行状態と歩行状態との判別に第１個数を用いる例について説明した。他の状態の判別に第１個数を用いてもよい。実施の形態では、合成加速度波形の振幅と第１個数とからユーザの状態を推定し、ユーザの状態から部分波形の時間幅に対する基準範囲を決定する例について説明した。ユーザの状態を推定せずに、合成加速度波形の振幅と第１個数とから基準範囲を決定してもよい。

【0092】

上記実施の形態では、制御部１１において、ＣＰＵがＲＯＭ又は記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することによって、図２に示した各部として機能した。しかしながら、本開示において、制御部１１は、専用のハードウェアであってもよい。専用のハードウェアとは、例えば単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせ等である。制御部１１が専用のハードウェアである場合、各部の機能それぞれを個別のハードウェアで実現してもよいし、各部の機能をまとめて単一のハードウェアで実現してもよい。また、各部の機能のうち、一部を専用のハードウェアによって実現し、他の一部をソフトウェア又はファームウェアによって実現してもよい。このように、制御部１１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、これらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

【0093】

本開示に係る計測装置１００の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータ又は情報端末装置等のコンピュータに適用することで、当該コンピュータを、本開示に係る計測装置１００として機能させることも可能である。また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk ROM）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、又は、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。

【0094】

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0095】

１１ 制御部、１２ 記憶部、１３ 表示部、１４ 操作受付部、１５ 通信部、１６ 検出部、１００ 計測装置、１０１ データ取得部、１０２ データ処理部、１０３ タイミング特定部、１０４ 基準範囲決定部、１０５ 時間幅判別部、１０６ 振幅閾値決定部、１０７ 振幅判別部、１０８ 計数部、１０９ 表示制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】