专利名称：体动测定装置、便携式电话、体动测定装置的控制方法、体动测定装置控制程序以及记录 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及体动测定装置，特别是涉及即使体动传感器或偏置电压发生误差也能 够进行准确测定的体动测定装置、便携式电话、体动测定装置的控制方法、体动测定装置控 制程序以及记录有该程序的计算机可读取记录介质。
背景技术：
随着近年来的健康流行，人们开始对步行产生了新的认识。有许多文献提出一日 大约行走一万步有助于身体健康。因此，为了计测自己的步数，许多人利用步数计。步数计 通过装着于人体等来计算装着者的步数。步数计用以装着于人体等来检测步行时的体动，而对步数进行计数。然而，因步数 计的装着位置或装着方向等，体动的检测灵敏度会发生变化，因此无法计算准确的步数。对此，提出了一种通过检测多方向的体动，并根据检测出的体动来对体动进行计 数的装置。例如，在专利文献1中揭示了一种体动测定装置，该体动测定装置检测不同方向 上的体动，并将检测出的值与偏置电压值之间的各个差分合成输出，且把自该输出成为预 先设定的预定阈值以上的时刻起，到该输出再次处于上述阈值以下时为止的这段过程计数 为1次。专利文献1 日本国专利申请公开公报，“特开2006-122573号公报” ；2006年5月
18日公开。专利文献2 日本国专利申请公开公报，“特开2001-143048号公报” ；2001年5月 25日公开。
发明内容
然而，上述的现有技术中存在以下问题。即，由于用以检测不同方向的体动的各传 感器存有误差，因此所输出的值可能会大于或小于原本应输出的值。另外，由于对应各传感 器的偏置电压值存有电源电压依存性或温度依存性，因此偏置电压值可能因电源电压的变 化或温度变化而发生变化。由于该些原因，在用以检测不同方向体动的各传感器的合成输 出中，会残留因上述传感器的误差或因偏置电压值的变化而导致的误差影响。因此，本应被 计测为一步的动作可能计测不出，或本不应被计测为一步的动作可能被计测为一步。本发明是鉴于上述的问题而研发的，目的在于实现一种不受因传感器误差或偏置 电压值变化所导致的误差的影响，而能够准确测定体动的体动测定装置等。为解决上述的问题，本发明的体动测定装置的特征在于具备加速度检测部，用以 检测多个方向上的加速度；标量化单元，对上述加速度检测部所检测出的加速度进行合成， 并施以标量化；峰值检测单元，按每一预定时间来取得在上述标量化单元中得到的合成值，并对所取得的合成值的极大值以及极小值进行检测；步数计数单元，当上述峰值检测单元 所检测出的上述极大值与上述极小值的差超过预定值时，对步数加1。另外，在本发明的体动测定装置的控制方法中，该体动测定装置具备用以检测多 个方向上的加速度的加速度检测部。本发明的体动测定装置的控制方法的特征在于，包含 标量化步骤，对上述加速度检测部所检测出的加速度进行合成，并施以标量化；峰值检测步 骤，按每一预定时间来取得在上述标量化步骤中得到的合成值，并对所取得的合成值的极 大值以及极小值进行检测；步数计数步骤，当上述峰值检测步骤中被检测出的上述极大值 与上述极小值的差超过预定值时，对步数加1。在此，预定值是能够实现以下事项的值，该事项为当极大值与极小值的差超过该 预定值时，便被判断为是人的步行。在上述的结构以及方法中，对多个方向上的加速度进行检测。然后对检测出的多 个加速度进行合成，并施以标量化。接着，按每一预定时间来取得被合成且被施以了标量化 后的合成值，并对所取得的合成值的极大值以及极小值进行检测。当检测出的极大值与极 小值之间的差超过预定值时，便被计为一步。由此，即使因检测加速度的传感器的误差而导致传感器的输出偏大于或偏小于本 应输出的值，或因各传感器的对应偏置电压值发生变化而导致以偏置电压校正后的所得值 偏大于或偏小于原本的值，也能够准确地对步数进行计数。其理由在于即使因检测加速度的传感器发生了误差，或因各传感器的对应偏置 电压值发生变化而导致产生了误差，由于合成值也随之相应地变大或变小，所以极大值与 极小值之间的差在实质上不发生变化。本发明的其它目的、特征和优越点在以下的记述中会变得十分明了。另外，本发明 的益处将通过以下的说明和附图而变得明确。
图1表示本发明的一个实施方式，是便携式终端的主要部结构的框图。图2是上述实施方式中的偏置校正部的处理流程图。图3是，在上述实施方式中对加速度A的峰值(极大值、极小值)进行检测时的处 理的流程图。图4是，在上述实施方式中判断是否对步数加1时的处理的流程图。图5是上述实施方式中的步数检测处理的说明图。图6表示本发明的其它实施方式，是便携式终端的主要部的结构框图。图7是，在上述其它实施方式中对保留峰值进行设定时的处理的流程图。图8是，在上述其它实施方式中，步数计数部在判断是否对步数加1时的所用极大 值以及极小值的、选择处理的流程图。图9是上述其它实施方式中的处理效果的说明图。图10是，在本发明的另一实施方式中，“跃动”满足对步数加1时的所需条件时的、 说明图。图11表示上述另一实施方式，是便携式终端的主要部结构的框图。图12是在上述另一实施方式中判断是否使用标准偏差来对步数进行计数时的说明图。图13是上述另一实施方式中的步数计数部判断是否对步数进行计数时的处理流 程图。图14是，在本发明的另一实施方式中将“跃动”部分误计成步数时的说明图。图15是，在上述另一实施方式中根据所需条件来判断是否对步数进行计数时的 说明图，其中，该所需条件是指，前次步数计数的判断时所用到的极小值的出现时刻与当前 的极大值的出现时刻之间的差处于阈值以上。图16是上述另一实施方式中的步数计数部判断是否对步数进行计数时的处理流 程图。图17是上述另一实施方式中的步数计数部判断是否对步数进行计数时的处理流 程图。图18是，在本发明的另一实施方式中，在使用了加速度的标准偏差来规定了除外 范围后，本应对步数加1却未能对步数加1时的说明图。图19是上述另一实施方式中的步数计数部对步数进行计数时的说明图。图20是上述另一实施方式中的步数计数部判断是否对步数进行计数时的处理流 程图。图21是上述另一实施方式中的步数计数部判断是否对步数进行计数时的处理流 程图。(标号说明)1、2便携式终端(体动测定装置、便携式电话)10控制部11 X轴方向体动传感器(加速度检测部)12 Y轴方向体动传感器(加速度检测部)13 Z轴方向体动传感器(加速度检测部)101量子化部(量子化单元)102偏置校正部103标量化部(标量化单元)104移动平均计算部(平均值计算单元)105峰值检测部(峰值检测单元)106、107、116步数计数部(步数计数单元)108标准偏差计算部(标准偏差计算单元)
具体实施例方式以下，根据实施例以及比较例，对本发明进行详细的说明。但本发明并不限于以下 的实施例以及比较例。(实施方式1)以下，根据图1至图5来说明本发明的一个实施方式。图1是本实施方式的便携 式终端(体动测定装置、便携式电话)1的框图。如图1所示，便携式终端1包含有X轴方 向体动传感器(加速度检测部)11、Y轴方向体动传感器(加速度检测部)12、ζ轴方向体动传感器(加速度检测部)13、控制部10、通信部14、显示部15、输入部16、存储部17。控制 部10包含有量子化部(量子化单元)101、偏置校正部102、标量化部(标量化单元)103、移 动平均计算部(平均值计算单元)104、峰值检测部(峰值检测单元)105、步数计数部(步 数检测单元)106。根据上述的结构，在便携式终端1中，当预定期间中检测到的加速度的合成输出 值的极大值以及极小值之间的差超过了阈值时，便对步数加算一步。由此，能够防止以下问 题即，合成输出值受到因各传感器误差或偏置电压值变化所导致的误差的影响，导致合成 输出值超不过预定阈值，从而致使本应计为一步的动作不能被计为一步。便携式终端1具备有便携式电话的功能。由于该功能是使用周知技术来实现的， 因此省略其说明。以下对便携式终端1的各组成块进行说明。X轴方向体动传感器11、Y轴方向体 动传感器12、Z轴方向体动传感器13各自为通过检测预定轴方向上的加速度来将产生的电 压输出的体动传感器。X轴方向体动传感器11、Y轴方向体动传感器12、Ζ轴方向体动传感 器13各自将检测加速度时所产生的电压输出至量子化部101。在本实施方式中，X轴方向 体动传感器11、Y轴方向体动传感器12、Z轴方向体动传感器13以传感灵敏度的方向轴呈 相互垂直的形式，被配置在便携式终端1中。另外，X轴方向体动传感器11、Υ轴方向体动传感器12、Ζ轴方向体动传感器13无 需随每一轴而分开，其只要能够检测出相互垂直的3轴方向上的加速度便可。因此，也可以 替换使用能够在1个框体中同时检测3轴上的加速度的传感器。为了把从X轴方向体动传感器11、Y轴方向体动传感器12、Z轴方向体动传感器 13输出的电压作为数字数据来使用，量子化部101对该些输出的电压进行量子化，并将量 子化后的数据(量子化电压)发送给偏置校正部102。作为量子化部101的例子，例如可以使用AD (模数)转换器。例如，若使用量子化 比特数为12比特的AD转换器，那么从X轴方向体动传感器11、Y轴方向体动传感器12、Z 轴方向体动传感器13输出的电压(模拟值)便被转换成与取值范围为0 4095的电压成 比例的值(数字值)。该转换后的值称为量子化电压。另外，优选尽可能对3个轴上的加速 度同时进行量子化。偏置校正部102对从量子化部101接收的量子化电压进行偏置校正，以使各轴方 向上不存在加速度时的量子化电压的值为0。具体为，从来自量子化部101的量子化电压 中，减去按每一轴来预定的偏置电压。然后，偏置校正部102向标量化部103输出从来自 量子化部101的量子化电压中减去偏置电压后所得到的量子化电压值。因此，来自偏置校 正部102的输出相当于包含重力加速度在内的、便携式终端1的3个方向的加速度。在此，偏置电压是指X轴方向体动传感器11、Υ轴方向体动传感器12、Ζ轴方向体 动传感器13各自处于OG环境下时的量子化电压。作为该偏置电压，例如可以利用在自由 落下时所观测到的量子化电压；或，在与各轴相垂直的轴上旋转便携式终端1时所观测到 的量子化电压的最大值与最小值之间的中点。以下使用图2来说明偏置校正部102中的处理流程。图2是偏置校正部102的处 理的流程图。在此，ax、ay、az各自是被量子化部101施以量子化后的、对应于X轴、Y轴、Z 轴方向的量子化电压。0ff_X、0ff_y、0ff_z是预先设定的对应于X轴、Y轴、Z轴方向的偏置电压。另外，Ax、Ay、Az是来自偏置校正部102的输出。偏置校正部102计算(ax-0ff_x)，并将计算结果作为X轴输出Ax来输出(S201)； 还计算(ay-off_y)，并将计算结果作为Y轴输出Ay来输出(S202)；还计算(az-0ff_z)，并 将计算结果作为Z轴输出Az来输出(S203)。像这样，偏置校正部102输出X轴输出Ax、Y 轴输出Ay、Z轴输出Az。标量化部103把从偏置校正部102输出的X轴输出Ax、Y轴输出Ay、Z轴输出Az 转换成1维的标量。并将转换的标量值输出给移动平均计算部104以及峰值检测部105。在本实施方式中，标量化是通过求取二次平方和的平方根来实现的。具体为，通过 以下的式子来求取被施以标量化后的加速度A。< 数式 1>
权利要求
一种体动测定装置，其特征在于，具备加速度检测部，用以检测多个方向上的加速度；标量化单元，对上述加速度检测部所检测出的加速度进行合成，并施以标量化；峰值检测单元，按每一预定时间来取得在上述标量化单元中得到的合成值，并对所取得的合成值的极大值以及极小值进行检测；步数计数单元，当上述峰值检测单元所检测出的上述极大值与上述极小值的差超过预定值时，对步数加1。
2.根据权利要求1所述的体动测定装置，其特征在于 具备，标准偏差计算单元，按每一预定时间来取得在上述标量化单元中得到的合成值，且对 自预定时刻起至当前为止所取得的合成值的、标准偏差进行计算；平均值计算单元，按每一预定时间来取得在上述标量化单元中得到的合成值，且对自 预定时刻起至当前为止所取得的合成值的、平均值进行计算，当上述极大值大于上述平均值与上述标准偏差的和，且上述极小值小于上述平均值与 上述标准偏差的差时，上述步数计数单元对步数加1。
3.根据权利要求2所述的体动测定装置，其特征在于当前次对步数加了1时的极小值的检出时刻与当前的极大值的检出时刻之间的时间 差不在预定范围内，且当前的极大值大于上述平均值与上述标准偏差的和，且当前的极小 值小于上述平均值与上述标准偏差的差时，上述步数计数单元对步数加1。
4.根据权利要求1所述的体动测定装置，其特征在于还具备平均值计算单元，该平均值计算单元按每一预定时间来取得在上述标量化单元 中得到的合成值，且对自预定时刻起至当前为止所取得的合成值的、平均值进行计算，上述步数计数单元对自上述预定时刻起至上述合成值呈上述极大值时为止的合成值 的平均值与该极大值之间的差进行求取，还对自上述预定预定时刻起至上述合成值呈上述 极小值时为止的合成值的平均值与该极小值之间的差进行求取，当所求取的该两个差的比率处于预定范围内，且上述极大值与上述极小值的差超过预 定值时，上述步数计数单元对步数加1。
5.根据权利要求1所述的体动测定装置，其特征在于还具备中央值计算单元，该中央值计算单元计算上述峰值检测单元所检测出的上述极 大值与上述极小值之间的中央值，上述步数计数单元求取上述极大值与上述中央值的差以及、上述极小值与上述中央值 的差，当所求取的该两个差的比率处于预定范围内，且上述极大值与上述极小值的差超过预 定值时，上述步数计数单元对步数加1。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的体动测定装置，其特征在于当极大值的检出时刻与极小值的检出时刻之间的时间差不在预定范围内时，上述步数 计数单元不对步数加1。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的体动测定装置，其特征在于上述步数计数单元在上述合成值所示的波形的每一周期，进行是否对步数加1的判断，在进行了上述判断后，若未加1，则上述步数计数单元利用自预定周期前起至当前的周 期为止的其中1个极大值以及1个极小值来进行上述判断。
8.根据权利要求7所述的体动测定装置，其特征在于上述预定周期前是1周期前。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的体动测定装置，其特征在于上述加速度检测部是对相互垂直的3个轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器， 且具备对该加速度传感器的上述3个轴的各者所对应的输出分别进行量子化的、量子化单 元，上述标量化单元对被上述量子化单元施以了量子化的3个值进行标量化。
10.根据权利要求9所述的体动测定装置，其特征在于，上述加速度传感器的灵敏度为每IG对应于电源电压的10分之1 ； 上述量子化单元是量子化比特数为12比特的模数转换器； 上述步数计数单元所用的上述预定值为143。
11.根据权利要求10所述的体动测定装置，其特征在于权利要求4或权利要求5所述的预定范围为，从1/4起至4为止。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的体动测定装置，其特征在于 权利要求3所述的预定范围为IOOms以下。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的体动测定装置，其特征在于 权利要求6所述的预定范围为，从IOOms起至500ms为止。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的体动测定装置，其特征在于 上述预定时间为30ms。
15.一种便携式电话，其特征在于具备有权利要求1至14中任意一项所述的体动测定装置。
16.一种体动测定装置控制程序，其特征在于使权利要求1至14中任意一项所述的体动测定装置进行动作，且使计算机作为上述各 单元而运行。
17.一种计算机可读取记录介质，其特征在于记录有权利要求16所述的体动测定装置控制程序。
18.—种体动测定装置的控制方法，其中，该体动测定装置具备用以检测多个方向上的 加速度的加速度检测部，该体动测定装置的控制方法的特征在于， 包含标量化步骤，对上述加速度检测部所检测出的加速度进行合成，并施以标量化； 峰值检测步骤，按每一预定时间来取得在上述标量化步骤中得到的合成值，并对所取 得的合成值的极大值以及极小值进行检测；步数计数步骤，当上述峰值检测步骤中被检测出的上述极大值与上述极小值的差超过 预定值时，对步数加1。
全文摘要
便携式终端(1)具备X轴方向体动传感器(11)、Y轴方向体动传感器(12)、Z轴方向体动传感器(13)，用以检测多方向上的加速度；标量化部(103)，对X轴方向体动传感器(11)、Y轴方向体动传感器(12)、Z轴方向体动传感器(13)所检出的加速度进行合成，并施以标量化；峰值检测部(105)，按每一预定时间来取得在标量化部(103)所合成并施以了标量化的合成值，并检测所取得的合成值的极大值及极小值；步数计数部(106)，当峰值检测部(105)检测出的极大值与极小值的差超过预定值时，对步数加1。由此，不受因传感器误差或偏置电压值变化所导致的误差的影响，而能够准确地测定体动。
文档编号G01C22/00GK101980659SQ20098011152
公开日2011年2月23日 申请日期2009年2月16日 优先权日2008年3月31日
发明者菅原麻里子, 藤田日高 申请人:夏普株式会社