專利名稱：體動測定裝置、便攜式電話、體動測定裝置的控制方法、體動測定裝置控制程序以及記錄 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及體動測定裝置，特別是涉及即使體動傳感器或偏置電壓發(fā)生誤差也能 夠進行準(zhǔn)確測定的體動測定裝置、便攜式電話、體動測定裝置的控制方法、體動測定裝置控 制程序以及記錄有該程序的計算機可讀取記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
隨著近年來的健康流行，人們開始對步行產(chǎn)生了新的認識。有許多文獻提出一日 大約行走一萬步有助于身體健康。因此，為了計測自己的步數(shù)，許多人利用步數(shù)計。步數(shù)計 通過裝著于人體等來計算裝著者的步數(shù)。步數(shù)計用以裝著于人體等來檢測步行時的體動，而對步數(shù)進行計數(shù)。然而，因步數(shù) 計的裝著位置或裝著方向等，體動的檢測靈敏度會發(fā)生變化，因此無法計算準(zhǔn)確的步數(shù)。對此，提出了一種通過檢測多方向的體動，并根據(jù)檢測出的體動來對體動進行計 數(shù)的裝置。例如，在專利文獻1中揭示了一種體動測定裝置，該體動測定裝置檢測不同方向 上的體動，并將檢測出的值與偏置電壓值之間的各個差分合成輸出，且把自該輸出成為預(yù) 先設(shè)定的預(yù)定閾值以上的時刻起，到該輸出再次處于上述閾值以下時為止的這段過程計數(shù) 為1次。專利文獻1 日本國專利申請公開公報，“特開2006-122573號公報” ；2006年5月
18日公開。專利文獻2 日本國專利申請公開公報，“特開2001-143048號公報” ；2001年5月 25日公開。

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述的現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題。即，由于用以檢測不同方向的體動的各傳 感器存有誤差，因此所輸出的值可能會大于或小于原本應(yīng)輸出的值。另外，由于對應(yīng)各傳感 器的偏置電壓值存有電源電壓依存性或溫度依存性，因此偏置電壓值可能因電源電壓的變 化或溫度變化而發(fā)生變化。由于該些原因，在用以檢測不同方向體動的各傳感器的合成輸 出中，會殘留因上述傳感器的誤差或因偏置電壓值的變化而導(dǎo)致的誤差影響。因此，本應(yīng)被 計測為一步的動作可能計測不出，或本不應(yīng)被計測為一步的動作可能被計測為一步。本發(fā)明是鑒于上述的問題而研發(fā)的，目的在于實現(xiàn)一種不受因傳感器誤差或偏置 電壓值變化所導(dǎo)致的誤差的影響，而能夠準(zhǔn)確測定體動的體動測定裝置等。為解決上述的問題，本發(fā)明的體動測定裝置的特征在于具備加速度檢測部，用以 檢測多個方向上的加速度；標(biāo)量化單元，對上述加速度檢測部所檢測出的加速度進行合成， 并施以標(biāo)量化；峰值檢測單元，按每一預(yù)定時間來取得在上述標(biāo)量化單元中得到的合成值，并對所取得的合成值的極大值以及極小值進行檢測；步數(shù)計數(shù)單元，當(dāng)上述峰值檢測單元 所檢測出的上述極大值與上述極小值的差超過預(yù)定值時，對步數(shù)加1。另外，在本發(fā)明的體動測定裝置的控制方法中，該體動測定裝置具備用以檢測多 個方向上的加速度的加速度檢測部。本發(fā)明的體動測定裝置的控制方法的特征在于，包含 標(biāo)量化步驟，對上述加速度檢測部所檢測出的加速度進行合成，并施以標(biāo)量化；峰值檢測步 驟，按每一預(yù)定時間來取得在上述標(biāo)量化步驟中得到的合成值，并對所取得的合成值的極 大值以及極小值進行檢測；步數(shù)計數(shù)步驟，當(dāng)上述峰值檢測步驟中被檢測出的上述極大值 與上述極小值的差超過預(yù)定值時，對步數(shù)加1。在此，預(yù)定值是能夠?qū)崿F(xiàn)以下事項的值，該事項為當(dāng)極大值與極小值的差超過該 預(yù)定值時，便被判斷為是人的步行。在上述的結(jié)構(gòu)以及方法中，對多個方向上的加速度進行檢測。然后對檢測出的多 個加速度進行合成，并施以標(biāo)量化。接著，按每一預(yù)定時間來取得被合成且被施以了標(biāo)量化 后的合成值，并對所取得的合成值的極大值以及極小值進行檢測。當(dāng)檢測出的極大值與極 小值之間的差超過預(yù)定值時，便被計為一步。由此，即使因檢測加速度的傳感器的誤差而導(dǎo)致傳感器的輸出偏大于或偏小于本 應(yīng)輸出的值，或因各傳感器的對應(yīng)偏置電壓值發(fā)生變化而導(dǎo)致以偏置電壓校正后的所得值 偏大于或偏小于原本的值，也能夠準(zhǔn)確地對步數(shù)進行計數(shù)。其理由在于即使因檢測加速度的傳感器發(fā)生了誤差，或因各傳感器的對應(yīng)偏置 電壓值發(fā)生變化而導(dǎo)致產(chǎn)生了誤差，由于合成值也隨之相應(yīng)地變大或變小，所以極大值與 極小值之間的差在實質(zhì)上不發(fā)生變化。本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)越點在以下的記述中會變得十分明了。另外，本發(fā)明 的益處將通過以下的說明和附圖而變得明確。


圖1表示本發(fā)明的一個實施方式，是便攜式終端的主要部結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是上述實施方式中的偏置校正部的處理流程圖。圖3是，在上述實施方式中對加速度A的峰值(極大值、極小值)進行檢測時的處 理的流程圖。圖4是，在上述實施方式中判斷是否對步數(shù)加1時的處理的流程圖。圖5是上述實施方式中的步數(shù)檢測處理的說明圖。圖6表示本發(fā)明的其它實施方式，是便攜式終端的主要部的結(jié)構(gòu)框圖。圖7是，在上述其它實施方式中對保留峰值進行設(shè)定時的處理的流程圖。圖8是，在上述其它實施方式中，步數(shù)計數(shù)部在判斷是否對步數(shù)加1時的所用極大 值以及極小值的、選擇處理的流程圖。圖9是上述其它實施方式中的處理效果的說明圖。圖10是，在本發(fā)明的另一實施方式中，“躍動”滿足對步數(shù)加1時的所需條件時的、 說明圖。圖11表示上述另一實施方式，是便攜式終端的主要部結(jié)構(gòu)的框圖。圖12是在上述另一實施方式中判斷是否使用標(biāo)準(zhǔn)偏差來對步數(shù)進行計數(shù)時的說明圖。圖13是上述另一實施方式中的步數(shù)計數(shù)部判斷是否對步數(shù)進行計數(shù)時的處理流 程圖。圖14是，在本發(fā)明的另一實施方式中將“躍動”部分誤計成步數(shù)時的說明圖。圖15是，在上述另一實施方式中根據(jù)所需條件來判斷是否對步數(shù)進行計數(shù)時的 說明圖，其中，該所需條件是指，前次步數(shù)計數(shù)的判斷時所用到的極小值的出現(xiàn)時刻與當(dāng)前 的極大值的出現(xiàn)時刻之間的差處于閾值以上。圖16是上述另一實施方式中的步數(shù)計數(shù)部判斷是否對步數(shù)進行計數(shù)時的處理流 程圖。圖17是上述另一實施方式中的步數(shù)計數(shù)部判斷是否對步數(shù)進行計數(shù)時的處理流 程圖。圖18是，在本發(fā)明的另一實施方式中，在使用了加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差來規(guī)定了除外 范圍后，本應(yīng)對步數(shù)加1卻未能對步數(shù)加1時的說明圖。圖19是上述另一實施方式中的步數(shù)計數(shù)部對步數(shù)進行計數(shù)時的說明圖。圖20是上述另一實施方式中的步數(shù)計數(shù)部判斷是否對步數(shù)進行計數(shù)時的處理流 程圖。圖21是上述另一實施方式中的步數(shù)計數(shù)部判斷是否對步數(shù)進行計數(shù)時的處理流 程圖。(標(biāo)號說明)1、2便攜式終端(體動測定裝置、便攜式電話)10控制部11 X軸方向體動傳感器(加速度檢測部)12 Y軸方向體動傳感器(加速度檢測部)13 Z軸方向體動傳感器(加速度檢測部)101量子化部(量子化單元)102偏置校正部103標(biāo)量化部(標(biāo)量化單元)104移動平均計算部(平均值計算單元)105峰值檢測部(峰值檢測單元)106、107、116步數(shù)計數(shù)部(步數(shù)計數(shù)單元)108標(biāo)準(zhǔn)偏差計算部(標(biāo)準(zhǔn)偏差計算單元)
具體實施例方式以下，根據(jù)實施例以及比較例，對本發(fā)明進行詳細的說明。但本發(fā)明并不限于以下 的實施例以及比較例。(實施方式1)以下，根據(jù)圖1至圖5來說明本發(fā)明的一個實施方式。圖1是本實施方式的便攜 式終端(體動測定裝置、便攜式電話)1的框圖。如圖1所示，便攜式終端1包含有X軸方 向體動傳感器(加速度檢測部)11、Y軸方向體動傳感器(加速度檢測部)12、ζ軸方向體動傳感器(加速度檢測部)13、控制部10、通信部14、顯示部15、輸入部16、存儲部17?？刂?部10包含有量子化部(量子化單元)101、偏置校正部102、標(biāo)量化部(標(biāo)量化單元)103、移 動平均計算部(平均值計算單元)104、峰值檢測部(峰值檢測單元)105、步數(shù)計數(shù)部(步 數(shù)檢測單元)106。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在便攜式終端1中，當(dāng)預(yù)定期間中檢測到的加速度的合成輸出 值的極大值以及極小值之間的差超過了閾值時，便對步數(shù)加算一步。由此，能夠防止以下問 題即，合成輸出值受到因各傳感器誤差或偏置電壓值變化所導(dǎo)致的誤差的影響，導(dǎo)致合成 輸出值超不過預(yù)定閾值，從而致使本應(yīng)計為一步的動作不能被計為一步。便攜式終端1具備有便攜式電話的功能。由于該功能是使用周知技術(shù)來實現(xiàn)的， 因此省略其說明。以下對便攜式終端1的各組成塊進行說明。X軸方向體動傳感器11、Y軸方向體 動傳感器12、Z軸方向體動傳感器13各自為通過檢測預(yù)定軸方向上的加速度來將產(chǎn)生的電 壓輸出的體動傳感器。X軸方向體動傳感器11、Y軸方向體動傳感器12、Ζ軸方向體動傳感 器13各自將檢測加速度時所產(chǎn)生的電壓輸出至量子化部101。在本實施方式中，X軸方向 體動傳感器11、Y軸方向體動傳感器12、Z軸方向體動傳感器13以傳感靈敏度的方向軸呈 相互垂直的形式，被配置在便攜式終端1中。另外，X軸方向體動傳感器11、Υ軸方向體動傳感器12、Ζ軸方向體動傳感器13無 需隨每一軸而分開，其只要能夠檢測出相互垂直的3軸方向上的加速度便可。因此，也可以 替換使用能夠在1個框體中同時檢測3軸上的加速度的傳感器。為了把從X軸方向體動傳感器11、Y軸方向體動傳感器12、Z軸方向體動傳感器 13輸出的電壓作為數(shù)字數(shù)據(jù)來使用，量子化部101對該些輸出的電壓進行量子化，并將量 子化后的數(shù)據(jù)(量子化電壓)發(fā)送給偏置校正部102。作為量子化部101的例子，例如可以使用AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換器。例如，若使用量子化 比特數(shù)為12比特的AD轉(zhuǎn)換器，那么從X軸方向體動傳感器11、Y軸方向體動傳感器12、Z 軸方向體動傳感器13輸出的電壓(模擬值)便被轉(zhuǎn)換成與取值范圍為0 4095的電壓成 比例的值(數(shù)字值)。該轉(zhuǎn)換后的值稱為量子化電壓。另外，優(yōu)選盡可能對3個軸上的加速 度同時進行量子化。偏置校正部102對從量子化部101接收的量子化電壓進行偏置校正，以使各軸方 向上不存在加速度時的量子化電壓的值為0。具體為，從來自量子化部101的量子化電壓 中，減去按每一軸來預(yù)定的偏置電壓。然后，偏置校正部102向標(biāo)量化部103輸出從來自 量子化部101的量子化電壓中減去偏置電壓后所得到的量子化電壓值。因此，來自偏置校 正部102的輸出相當(dāng)于包含重力加速度在內(nèi)的、便攜式終端1的3個方向的加速度。在此，偏置電壓是指X軸方向體動傳感器11、Υ軸方向體動傳感器12、Ζ軸方向體 動傳感器13各自處于OG環(huán)境下時的量子化電壓。作為該偏置電壓，例如可以利用在自由 落下時所觀測到的量子化電壓；或，在與各軸相垂直的軸上旋轉(zhuǎn)便攜式終端1時所觀測到 的量子化電壓的最大值與最小值之間的中點。以下使用圖2來說明偏置校正部102中的處理流程。圖2是偏置校正部102的處 理的流程圖。在此，ax、ay、az各自是被量子化部101施以量子化后的、對應(yīng)于X軸、Y軸、Z 軸方向的量子化電壓。0ff_X、0ff_y、0ff_z是預(yù)先設(shè)定的對應(yīng)于X軸、Y軸、Z軸方向的偏置電壓。另外，Ax、Ay、Az是來自偏置校正部102的輸出。偏置校正部102計算(ax-0ff_x)，并將計算結(jié)果作為X軸輸出Ax來輸出(S201)； 還計算(ay-off_y)，并將計算結(jié)果作為Y軸輸出Ay來輸出(S202)；還計算(az-0ff_z)，并 將計算結(jié)果作為Z軸輸出Az來輸出(S203)。像這樣，偏置校正部102輸出X軸輸出Ax、Y 軸輸出Ay、Z軸輸出Az。標(biāo)量化部103把從偏置校正部102輸出的X軸輸出Ax、Y軸輸出Ay、Z軸輸出Az 轉(zhuǎn)換成1維的標(biāo)量。并將轉(zhuǎn)換的標(biāo)量值輸出給移動平均計算部104以及峰值檢測部105。在本實施方式中，標(biāo)量化是通過求取二次平方和的平方根來實現(xiàn)的。具體為，通過 以下的式子來求取被施以標(biāo)量化后的加速度A。< 數(shù)式 1>
權(quán)利要求
一種體動測定裝置，其特征在于，具備加速度檢測部，用以檢測多個方向上的加速度；標(biāo)量化單元，對上述加速度檢測部所檢測出的加速度進行合成，并施以標(biāo)量化；峰值檢測單元，按每一預(yù)定時間來取得在上述標(biāo)量化單元中得到的合成值，并對所取得的合成值的極大值以及極小值進行檢測；步數(shù)計數(shù)單元，當(dāng)上述峰值檢測單元所檢測出的上述極大值與上述極小值的差超過預(yù)定值時，對步數(shù)加1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體動測定裝置，其特征在于 具備，標(biāo)準(zhǔn)偏差計算單元，按每一預(yù)定時間來取得在上述標(biāo)量化單元中得到的合成值，且對 自預(yù)定時刻起至當(dāng)前為止所取得的合成值的、標(biāo)準(zhǔn)偏差進行計算；平均值計算單元，按每一預(yù)定時間來取得在上述標(biāo)量化單元中得到的合成值，且對自 預(yù)定時刻起至當(dāng)前為止所取得的合成值的、平均值進行計算，當(dāng)上述極大值大于上述平均值與上述標(biāo)準(zhǔn)偏差的和，且上述極小值小于上述平均值與 上述標(biāo)準(zhǔn)偏差的差時，上述步數(shù)計數(shù)單元對步數(shù)加1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的體動測定裝置，其特征在于當(dāng)前次對步數(shù)加了1時的極小值的檢出時刻與當(dāng)前的極大值的檢出時刻之間的時間 差不在預(yù)定范圍內(nèi)，且當(dāng)前的極大值大于上述平均值與上述標(biāo)準(zhǔn)偏差的和，且當(dāng)前的極小 值小于上述平均值與上述標(biāo)準(zhǔn)偏差的差時，上述步數(shù)計數(shù)單元對步數(shù)加1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體動測定裝置，其特征在于還具備平均值計算單元，該平均值計算單元按每一預(yù)定時間來取得在上述標(biāo)量化單元 中得到的合成值，且對自預(yù)定時刻起至當(dāng)前為止所取得的合成值的、平均值進行計算，上述步數(shù)計數(shù)單元對自上述預(yù)定時刻起至上述合成值呈上述極大值時為止的合成值 的平均值與該極大值之間的差進行求取，還對自上述預(yù)定預(yù)定時刻起至上述合成值呈上述 極小值時為止的合成值的平均值與該極小值之間的差進行求取，當(dāng)所求取的該兩個差的比率處于預(yù)定范圍內(nèi)，且上述極大值與上述極小值的差超過預(yù) 定值時，上述步數(shù)計數(shù)單元對步數(shù)加1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體動測定裝置，其特征在于還具備中央值計算單元，該中央值計算單元計算上述峰值檢測單元所檢測出的上述極 大值與上述極小值之間的中央值，上述步數(shù)計數(shù)單元求取上述極大值與上述中央值的差以及、上述極小值與上述中央值 的差，當(dāng)所求取的該兩個差的比率處于預(yù)定范圍內(nèi)，且上述極大值與上述極小值的差超過預(yù) 定值時，上述步數(shù)計數(shù)單元對步數(shù)加1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的體動測定裝置，其特征在于當(dāng)極大值的檢出時刻與極小值的檢出時刻之間的時間差不在預(yù)定范圍內(nèi)時，上述步數(shù) 計數(shù)單元不對步數(shù)加1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的體動測定裝置，其特征在于上述步數(shù)計數(shù)單元在上述合成值所示的波形的每一周期，進行是否對步數(shù)加1的判斷，在進行了上述判斷后，若未加1，則上述步數(shù)計數(shù)單元利用自預(yù)定周期前起至當(dāng)前的周 期為止的其中1個極大值以及1個極小值來進行上述判斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的體動測定裝置，其特征在于上述預(yù)定周期前是1周期前。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的體動測定裝置，其特征在于上述加速度檢測部是對相互垂直的3個軸方向上的加速度進行檢測的加速度傳感器， 且具備對該加速度傳感器的上述3個軸的各者所對應(yīng)的輸出分別進行量子化的、量子化單 元，上述標(biāo)量化單元對被上述量子化單元施以了量子化的3個值進行標(biāo)量化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的體動測定裝置，其特征在于，上述加速度傳感器的靈敏度為每IG對應(yīng)于電源電壓的10分之1 ； 上述量子化單元是量子化比特數(shù)為12比特的模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 上述步數(shù)計數(shù)單元所用的上述預(yù)定值為143。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的體動測定裝置，其特征在于權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的預(yù)定范圍為，從1/4起至4為止。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項所述的體動測定裝置，其特征在于 權(quán)利要求3所述的預(yù)定范圍為IOOms以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項所述的體動測定裝置，其特征在于 權(quán)利要求6所述的預(yù)定范圍為，從IOOms起至500ms為止。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項所述的體動測定裝置，其特征在于 上述預(yù)定時間為30ms。
15.一種便攜式電話，其特征在于具備有權(quán)利要求1至14中任意一項所述的體動測定裝置。
16.一種體動測定裝置控制程序，其特征在于使權(quán)利要求1至14中任意一項所述的體動測定裝置進行動作，且使計算機作為上述各 單元而運行。
17.一種計算機可讀取記錄介質(zhì)，其特征在于記錄有權(quán)利要求16所述的體動測定裝置控制程序。
18.—種體動測定裝置的控制方法，其中，該體動測定裝置具備用以檢測多個方向上的 加速度的加速度檢測部，該體動測定裝置的控制方法的特征在于， 包含標(biāo)量化步驟，對上述加速度檢測部所檢測出的加速度進行合成，并施以標(biāo)量化； 峰值檢測步驟，按每一預(yù)定時間來取得在上述標(biāo)量化步驟中得到的合成值，并對所取 得的合成值的極大值以及極小值進行檢測；步數(shù)計數(shù)步驟，當(dāng)上述峰值檢測步驟中被檢測出的上述極大值與上述極小值的差超過 預(yù)定值時，對步數(shù)加1。
全文摘要
便攜式終端(1)具備X軸方向體動傳感器(11)、Y軸方向體動傳感器(12)、Z軸方向體動傳感器(13)，用以檢測多方向上的加速度；標(biāo)量化部(103)，對X軸方向體動傳感器(11)、Y軸方向體動傳感器(12)、Z軸方向體動傳感器(13)所檢出的加速度進行合成，并施以標(biāo)量化；峰值檢測部(105)，按每一預(yù)定時間來取得在標(biāo)量化部(103)所合成并施以了標(biāo)量化的合成值，并檢測所取得的合成值的極大值及極小值；步數(shù)計數(shù)部(106)，當(dāng)峰值檢測部(105)檢測出的極大值與極小值的差超過預(yù)定值時，對步數(shù)加1。由此，不受因傳感器誤差或偏置電壓值變化所導(dǎo)致的誤差的影響，而能夠準(zhǔn)確地測定體動。
文檔編號G01C22/00GK101980659SQ20098011152
公開日2011年2月23日 申請日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者菅原麻里子, 藤田日高 申請人:夏普株式會社