体動検出装置
【課題】体動を正確に検出し、正確な体動のカウントを得ること。
【解決手段】上下方向の加速度の大きさを取得し、その大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わる下弦ピーク値と、増加傾向から減少傾向に切り替わる上弦ピーク値を検出する。検出した下弦ピーク値と上弦ピーク値の差分を算出する。算出した差分を閾値と比較し、差分が閾値以上であれば体動を検出したと判定し、体動検出フラグをオンにする。差分が閾値よりも小さければ体動を検出していないと判定し、体動検出フラグをオフのままとする。
【解決手段】上下方向の加速度の大きさを取得し、その大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わる下弦ピーク値と、増加傾向から減少傾向に切り替わる上弦ピーク値を検出する。検出した下弦ピーク値と上弦ピーク値の差分を算出する。算出した差分を閾値と比較し、差分が閾値以上であれば体動を検出したと判定し、体動検出フラグをオンにする。差分が閾値よりも小さければ体動を検出していないと判定し、体動検出フラグをオフのままとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、体動検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩数計（体動検出装置）は、加速度センサにより歩行者の上下方向の加速度を検出し、その検出値の変化に基づいて歩数（体動）を計数する。図９は、従来の歩数計における加速度の検出値の変化を示す波形図である。図９に示すように、従来の歩数計は、加速度の検出値が閾値を超えるたびに、歩行者が一歩、歩行したと認識して歩行信号を発生する（例えば、特許文献１参照。）。例えば、図９に示す例では、第１のピーク１、第２のピーク２、第３のピーク３、第４のピーク４、第５のピーク５、第６のピーク６および第７のピーク７のうち、閾値を超える第１のピーク１、第４のピーク４、第５のピーク５および第６のピーク６でそれぞれ第１歩目、第２歩目、第３歩目および第４歩目というように、歩数が計数される。なお、図９において、三角印は歩行信号の発生タイミングを示し、その下の数字（１、２、３、４）は歩数を示す。
【０００３】
【特許文献１】特許第２６７５８４２号公報（第３頁目の左欄の上から第１５行目〜第２２行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の歩数計では、次のような問題点がある。例えば、図９に示す例では、第４のピーク４と第５のピーク５では、実際には一歩、歩行しただけであるが、歩行時の不規則な動きなどが原因で極めて短時間に２つのピークが発生してしまい、それらのピークがともに閾値を超えてしまったため、二歩、歩行したことになっている。また、第３のピーク３では、実際に一歩、歩行したにもかかわらず、ピークが閾値を超えないため、歩行していないことになっている。このように、加速度の検出値の波形がきれいな正弦曲線にならない場合、歩行していないのに歩行したと誤認識したり、歩行したのに歩行していないと誤認識することがあり、正確な歩数が得られない。
【０００５】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、体動を正確に検出することができ、正確な体動のカウントが得られる体動検出装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる体動検出装置は、加速度センサの出力する加速度の大きさに基づいて体動の検出を判定する体動検出装置において、加速度の大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わる下弦ピーク値、および増加傾向から減少傾向に切り替わる上弦ピーク値を検出し、前記下弦ピーク値および前記上弦ピーク値に基づいて体動の検出を判定することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明にかかる体動検出装置は、請求項１に記載の発明において、前記下弦ピーク値と前記上弦ピーク値の差分を算出し、前記差分を閾値と比較して体動の検出を判定することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明にかかる体動検出装置は、請求項２に記載の発明において、前記差分は前記下弦ピーク値の直前または直後の前記上弦ピーク値から算出することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明にかかる体動検出装置は、請求項２または３に記載の発明において、前記差分が前記閾値よりも大きいときに体動を検出したと判定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５の発明にかかる体動検出装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記体動を検出したと判定された後に、前記加速度の大きさが所定値をまたいで該所定値よりも初めて小さくなったときまたは初めて大きくなったときに体動をカウントすることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６の発明にかかる体動検出装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記体動を検出したと判定されたときに体動をカウントすることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７の発明にかかる体動検出装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記加速度センサは互いに異なる三方向の加速度を検出し、該三方向の加速度に基づいて前記加速度の大きさを取得することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８の発明にかかる体動検出装置は、請求項７に記載の発明において、前記加速度の大きさは、前記検出した加速度から重力加速度を除いた大きさであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９の発明にかかる体動検出装置は、請求項８に記載の発明において、前記三方向のそれぞれについて、連続する複数の前記加速度の検出値の平均値を前記重力加速度と見なすことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、加速度の大きさが取得され、その加速度の大きさの下弦ピーク値と上弦ピーク値が検出され、連続するそれらのピーク値の差分が算出される。その差分が閾値と比較され、閾値を超える場合に体動を検出したと判定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる体動検出装置によれば、体動を正確に検出することができ、正確な体動のカウントが得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる体動検出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
（体動検出装置のハードウェア構成）
図１は、この発明にかかる体動検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、体動検出装置１１は、互いに異なる三方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向とする）の加速度を検出可能な３軸加速度センサを備えている。ここでは、３軸加速度センサを、Ｘ軸方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサ１２、Ｙ軸方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサ１３、およびＺ軸方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサ１４として示す。加速度センサとしては、周知のものを用いることができる。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、体動検出装置１１に固有の方向であり、体動検出装置１１の姿勢（向きや傾き）の変化に伴って変わる。
【００１９】
また、体動検出装置１１は、３軸加速度センサの出力信号に基づいて、体動検出装置１１を携帯する被験者の体動であるか否かを判断し、体動をカウントする処理装置１５を備えている。処理装置１５の詳細な構成については、後述する。また、体動検出装置１１は、処理装置１５でカウントされた体動を表示する表示装置１６を備えている。表示装置１６は、例えば、液晶パネルと液晶駆動回路を備えている。
【００２０】
（処理装置の機能的構成）
図２は、この発明にかかる体動検出装置の処理装置の機能的構成を示すブロック図である。図２に示すように、処理装置１５は、Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２、Ｚ軸アナログ／デジタル変換部２３、取得手段としての機能を有する加速度取得部２４、検出手段としての機能を有する上弦ピーク値検出部２５および下弦ピーク値検出部２６、算出手段としての機能を有するピーク差検出部２７、判定手段としての機能を有する閾値判定部２８、フラグ制御部２９、並びに計数部３０を備えている。これらの機能部については、ハードウェアにより実現されてもよいし、ＣＰＵ等でプログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００２１】
Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２およびＺ軸アナログ／デジタル変換部２３は、それぞれ、入力端子３１，３２，３３を介してＸ軸加速度センサ１２、Ｙ軸加速度センサ１３およびＺ軸加速度センサ１４に接続されており、それらのセンサから出力されるアナログ電圧信号を所定の周期でサンプリングしてデジタルデータに変換する。Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２およびＺ軸アナログ／デジタル変換部２３は、同一のタイミングでそれぞれのセンサ出力信号をサンプリングするのが望ましい。
【００２２】
加速度取得部２４は、各軸のアナログ／デジタル変換部２１，２２，２３の出力値に基づいて加速度の大きさを取得する。加速度の大きさは、増減を繰り返す。加速度取得部２４の詳細な構成については、後述する。上弦ピーク値検出部２５は、加速度取得部２４により取得された加速度の大きさが増加傾向から減少傾向に切り替わるときのピーク値（上弦ピーク値とする）を検出する。上弦ピーク値を検出するために、上弦ピーク値検出部２５は、例えば、次のような処理を行う。上弦ピーク値検出部２５は、加速度取得部２４から出力された加速度の値をバッファに格納し、そのバッファの格納値と、その次に加速度取得部２４から出力された加速度の値を比較し、大きい方の値でバッファの格納値を更新する。そして、上弦ピーク値検出部２５は、加速度取得部２４から出力された加速度の値がバッファの格納値よりも小さくなったら、そのときのバッファの格納値を上弦ピーク値とする。
【００２３】
下弦ピーク値検出部２６は、加速度取得部２４により取得された加速度の大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わるときのピーク値（下弦ピーク値とする）を検出する。下弦ピーク値を検出するために、下弦ピーク値検出部２６は、例えば、次のような処理を行う。下弦ピーク値検出部２６は、加速度取得部２４から出力された加速度の値をバッファに格納し、そのバッファの格納値と、その次に加速度取得部２４から出力された加速度の値を比較し、小さい方の値でバッファの格納値を更新する。そして、下弦ピーク値検出部２６は、加速度取得部２４から出力された加速度の値がバッファの格納値よりも大きくなったら、そのときのバッファの格納値を下弦ピーク値とする。
【００２４】
ピーク差検出部２７は、下弦ピーク値検出部２６により検出された下弦ピーク値および上弦ピーク値検出部２５により検出された上弦ピーク値の差分を算出する。その際、ピーク差検出部２７は、下弦ピーク値とその直後の上弦ピーク値との差分を算出してもよいし、上弦ピーク値とその直後の下弦ピーク値との差分を算出してもよい。閾値判定部２８は、ピーク差検出部２７により算出された、下弦ピーク値と上弦ピーク値の差分を、あらかじめ設定されている閾値と比較し、その結果に基づいて体動を検出したか否かを判定する。例えば、閾値判定部２８は、下弦ピーク値と上弦ピーク値の差分が閾値よりも大きいときに、体動を検出したと判定する。
【００２５】
フラグ制御部２９は、閾値判定部２８により体動を検出したと判定された場合に、所定のタイミングで体動検出フラグをオンにする。所定のタイミングとは、加速度取得部２４により取得された加速度の大きさにより決まるタイミングである。このタイミングの例については、後述する。また、フラグ制御部２９は、体動検出フラグをオンにした後、所定期間経過した時点で体動検出フラグをオフに切り替える。計数部３０は、カウンタにより構成されており、体動検出フラグがオンになった回数をカウントする。計数部３０のカウント値のデータは、出力端子３４を介して前記表示装置１６へ送られる。
【００２６】
（加速度取得部の機能的構成）
図３は、この発明にかかる体動検出装置の加速度取得部の機能的構成を示すブロック図である。図３に示すように、加速度取得部２４は、Ｘ軸加速度データ格納部４１、Ｙ軸加速度データ格納部４２、Ｚ軸加速度データ格納部４３、重力加速度算出部４４、重力加速度分散比率決定部４５、除重力加速度データ算出部４６、垂直偏除重力加速度データ算出部４７、垂直方向強調合成加速度データ算出部４８、合成加速度データ格納部４９および平滑化部５０を備えている。
【００２７】
Ｘ軸加速度データ格納部４１、Ｙ軸加速度データ格納部４２およびＺ軸加速度データ格納部４３は、例えば、リングバッファにより構成されている。Ｘ軸加速度データ格納部４１、Ｙ軸加速度データ格納部４２およびＺ軸加速度データ格納部４３は、それぞれ、入力端子５１，５２，５３を介してＸ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２およびＺ軸アナログ／デジタル変換部２３に接続されており、それらアナログ／デジタル変換部の出力値を加速度データとして格納する。
【００２８】
重力加速度算出部４４は、Ｘ軸加速度データ格納部４１から連続する所定個数（例えば、８個）の加速度データを読み出し、それらの移動平均値を算出し、その値を重力加速度の値とする。移動平均値は、ｎを自然数とするとき、ｎ個の値の加算値をｎで割ることにより得られる。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして重力加速度の値を算出する。その際、Ｘ軸方向の所定個数の加速度データ、Ｙ軸方向の所定個数の加速度データ、およびＺ軸方向の所定個数の加速度データは、同じタイミングでサンプリングされたデータであるのが望ましい。本来、重力加速度を求めるには、被験者が静止している必要がある。しかし、そのために被験者が静止するのは非現実的である。ここでは、比較的長時間分の加速度データの移動平均値を求めることによって、たとえば歩行などの体動により発生する加速度を平滑化することができるので、各軸方向の加速度データの移動平均値を擬似的に各軸方向の重力加速度の値と見なすことができる。
【００２９】
重力加速度分散比率決定部４５は、重力加速度算出部４４により得られたＸ軸方向の重力加速度の値と、Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１の出力値の中間値との差を求め、その値をＸ軸方向の重力加速度分散比率とする。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして重力加速度分散比率を決定する。上述したように、加速度センサの出力信号をアナログ／デジタル変換部でサンプリングする構成の場合、加速度センサで検出された加速度が大きいほど、その加速度をサンプリングした値はアナログ／デジタル変換部の出力値の中間値から離れる。従って、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のうち重力加速度分散比率が高い軸ほど、上下方向の加速度（重力加速度）の影響が大きいことになる。つまり、重力加速度分散比率が高い軸ほど、上下方向の軸に近いことになる。
【００３０】
除重力加速度データ算出部４６は、Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１から出力されるＸ軸方向の加速度データから、重力加速度算出部４４により得られたＸ軸方向の重力加速度の値を減算し、得られた値をＸ軸方向の除重力加速度データとする。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして除重力加速度データを算出する。除重力加速度データとは、加速度センサにより取得した加速度から重力加速度を除いたデータという意味である。
【００３１】
除重力加速度データを算出する際には、加速度の向きに注意する必要がある。重力加速度算出部４４により得られた重力加速度の値がアナログ／デジタル変換部の出力値の中間値以上である場合には、アナログ／デジタル変換部から出力される加速度データの値から、重力加速度の値を引いた値が除重力加速度データの値となる。重力加速度算出部４４により得られた重力加速度の値がアナログ／デジタル変換部の出力値の中間値よりも小さい場合には、重力加速度の値から、アナログ／デジタル変換部から出力される加速度データの値を引いた値が除重力加速度データの値となる。
【００３２】
垂直偏除重力加速度データ算出部４７は、除重力加速度データ算出部４６により得られたＸ軸方向の除重力加速度データの値に、重力加速度分散比率決定部４５により得られたＸ軸方向の重力加速度分散比率を乗算し、得られた値をＸ軸方向の垂直偏除重力加速度データの値とする。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして垂直偏除重力加速度データの値を算出する。垂直偏除重力加速度データは、除重力加速度データに重力加速度の影響を加味したデータである。重力加速度の影響が強い軸では、除重力加速度データの値により大きな値の重力加速度分散比率が掛けられるので、垂直偏除重力加速度データの値が大きくなる。
【００３３】
垂直方向強調合成加速度データ算出部４８は、垂直偏除重力加速度データ算出部４７によりそれぞれ得られたＸ軸方向の垂直偏除重力加速度データ、Ｙ軸方向の垂直偏除重力加速度データおよびＺ軸方向の垂直偏除重力加速度データを合成する。本来、加速度データを合成する際には、各軸方向の垂直偏除重力加速度データの値を自乗して足し合わせた値の平方根を算出する必要がある。しかし、ここでは、各軸方向の垂直偏除重力加速度データの値を単純に足し合わせることによって、合成した加速度データ（垂直方向強調合成加速度データとする）を求めることとする。その理由は、垂直方向強調合成加速度データ算出処理の負荷を軽減できるという利点や、加速度データの正負の極性を失わずに済むという利点があり、かつ、十分に特徴のあるデータが得られるからである。
【００３４】
合成加速度データ格納部４９は、例えば、リングバッファにより構成されている。合成加速度データ格納部４９は、垂直方向強調合成加速度データ算出部４８により得られた垂直方向強調合成加速度データを格納する。平滑化部５０は、合成加速度データ格納部４９から連続する所定個数（例えば、４個）の垂直方向強調合成加速度データを読み出し、それらの移動平均値を算出する。ここでは、比較的短時間分の垂直方向強調合成加速度データの移動平均値を求めることによって、ノイズや微弱な変動を除去して垂直方向強調合成加速度データを平滑化することができる。平滑化部５０の出力データは、出力端子５４を介して前記上弦ピーク値検出部２５、前記下弦ピーク値検出部２６および前記フラグ制御部２９へ送られる。
【００３５】
（体動検出処理手順）
図４および図５は、この発明にかかる体動検出装置の体動検出方法による体動検知処理手順を示すフローチャートである。図４に示すように、体動検出装置１１の電源がオンになり、体動検出処理が開始されると、まず、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれについて、加速度センサ１２，１３，１４およびアナログ／デジタル変換部２１，２２，２３により加速度データを取得する（ステップＳ１）。そして、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各加速度データ格納部４１，４２，４３にそれぞれの軸方向の加速度データを格納する（ステップＳ２）。ここまでの処理を、各軸の加速度データ格納部４１，４２，４３に所定個数（例えば、８個）の加速度データが格納されるまで繰り返す。
【００３６】
各軸の加速度データ格納部４１，４２，４３に所定個数の加速度データが格納されたら、各軸方向について、重力加速度算出部４４により重力加速度を算出する（ステップＳ３）。次いで、各軸方向について、重力加速度分散比率決定部４５により重力加速度分散比率を決定する（ステップＳ４）。また、各軸方向について、除重力加速度データ算出部４６により除重力加速度データを算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５を行ってからステップＳ４を行ってもよい。次いで、各軸方向について、垂直偏除重力加速度データ算出部４７により垂直偏除重力加速度データを算出する（ステップＳ６）。
【００３７】
次いで、垂直方向強調合成加速度データ算出部４８により各軸方向の垂直偏除重力加速度データを合成することにより、垂直方向強調合成加速度データを算出する（ステップＳ７）。そして、合成加速度データ格納部４９に垂直方向強調合成加速度データを格納する（ステップＳ８）。ここまでの処理を、合成加速度データ格納部４９に所定個数（例えば、４個）の垂直方向強調合成加速度データが格納されるまで繰り返す。
【００３８】
合成加速度データ格納部４９に所定個数の垂直方向強調合成加速度データが格納されたら、平滑化部５０により垂直方向強調合成加速度データを平滑化する（ステップＳ９）。次いで、上弦ピーク値検出部２５および下弦ピーク値検出部２６により垂直方向強調合成加速度データの上弦ピーク値および下弦ピーク値を検出する（ステップＳ１０）。次いで、ピーク差検出部２７により上弦ピーク値と下弦ピーク値の差分を算出する（ステップＳ１１）。次いで、閾値判定部２８により上弦ピーク値と下弦ピーク値の差分を閾値と比較する。そして、その差分の方が閾値よりも大きい場合には体動を検出したと判定し、小さい場合には体動を検出していないと判定する（ステップＳ１２）。
【００３９】
閾値判定部２８の判定結果に基づいて、体動検出フラグのオン／オフを制御する（ステップＳ１３）。体動を検出したと判定された場合には、フラグ制御部２９により体動検出フラグをオンにし、その後オフに切り替える。体動を検出していないと判定された場合には、体動検出フラグはオフのままである。以上の一連の体動検出処理は、体動検出装置１１の電源がオフになるまで繰り返される。ステップＳ３での重力加速度の算出処理、ステップＳ４での重力加速度分散比率の決定処理、ステップＳ５での除重力加速度データの算出処理、ステップＳ６での垂直偏除重力加速度データの算出処理、ステップＳ７での垂直方向強調合成加速度データの算出処理、ステップＳ９での平滑化処理およびステップＳ１０でのピーク値検出処理の内容については、それぞれ、各機能部の構成において説明した通りである。
【００４０】
（体動検出フラグをオンにするタイミング例１）
図６は、体動検出フラグをオンにするタイミングの第１の例を示す波形図である。なお、図６には、加速度取得部２４から出力される垂直方向強調合成加速度データが波形として示されているが、実際には、この垂直方向強調合成加速度データは、連続したデータではなく、所定周期でサンプリングされた離散的なデータである（図７および図８においても同じ）。また、図６において、三角印は、体動検出フラグがオンになるタイミングを示し、その下の数字（１、２、３、４、５）は体動のカウントを示す（図７および図８においても同じ）。
【００４１】
図６に示す例では、ピーク差検出部２７は下弦ピーク値とその直後の上弦ピーク値との差分を算出している。そして、この例では、閾値判定部２８により体動を検出したと判定された後、加速度取得部２４から出力された垂直方向強調合成加速度データの値が初めてゼロになった時点で、体動検出フラグがオンにされている。これは、上弦ピーク値および下弦ピーク値の近傍はノイズ等の影響を受けやすいので、そこを避けて体動検出フラグをオンにするためである。
【００４２】
具体的には、第１の下弦ピーク６１と第１の上弦ピーク６２の差分、第３の下弦ピーク６５と第３の上弦ピーク６６の差分、第４の下弦ピーク６７と第４の上弦ピーク６８の差分、第６の下弦ピーク７１と第６の上弦ピーク７２の差分および第７の下弦ピーク７３と第７の上弦ピーク７４の差分は閾値よりも大きい。従って、第１の上弦ピーク６２、第３の上弦ピーク６６、第４の上弦ピーク６８、第６の上弦ピーク７２および第７の上弦ピーク７４の後で、垂直方向強調合成加速度データの値が初めてゼロになった時点で、体動検出フラグがオンになり、体動がカウントされる。一方、第２の下弦ピーク６３と第２の上弦ピーク６４の差分および第５の下弦ピーク６９と第５の上弦ピーク７０の差分は閾値よりも小さいので、体動検出フラグはオフのままであり、体動はカウントされずにそのままの値である。
【００４３】
（体動検出フラグをオンにするタイミング例２）
図７は、体動検出フラグをオンにするタイミングの第２の例を示す波形図である。図７に示す例では、ピーク差検出部２７は下弦ピーク値とその直後の上弦ピーク値との差分を算出し、閾値判定部２８によりたとえば歩行などの体動を検出したと判定されると、直ちに体動検出フラグがオンにされている。上述した第１のタイミング例に代えて、この第２のタイミング例のようにしてもよい。
【００４４】
（体動検出フラグをオンにするタイミング例３）
図８は、体動検出フラグをオンにするタイミングの第３の例を示す波形図である。図８に示す例では、ピーク差検出部２７は上弦ピーク値とその直後の下弦ピーク値との差分を算出し、閾値判定部２８により体動を検出したと判定された後、加速度取得部２４から出力された垂直方向強調合成加速度データの値が初めてゼロになった時点で、体動検出フラグがオンにされている。なお、上述した第２のタイミング例のように、閾値判定部２８により体動を検出したと判定されると、直ちに体動検出フラグがオンになるようにしてもよい。上述した第１または第２のタイミング例に代えて、この第３のタイミング例のようにしてもよい。
【００４５】
以上説明したように、実施の形態によれば、加速度の変動量を閾値と比較することにより、被験者の不規則な動きやノイズなどの影響を排除することができる。従って、実際には体動ではないのに体動であると誤認識したり、実際には体動であるのに体動でないと誤認識してしまうのを防ぐことができる。つまり、体動を正確に検出することができる。従って、正確な体動のカウントが得られる。以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる体動検出方法は、体動検出装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明にかかる体動検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】この発明にかかる体動検出装置の処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】この発明にかかる体動検出装置の加速度取得部の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】この発明にかかる体動検出装置の体動検出方法による体動検知処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図５】この発明にかかる体動検出装置の体動検出方法による体動検知処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図６】体動検出フラグをオンにするタイミングの第１の例を示す波形図である。
【図７】体動検出フラグをオンにするタイミングの第２の例を示す波形図である。
【図８】体動検出フラグをオンにするタイミングの第３の例を示す波形図である。
【図９】従来の体動検出装置における加速度の検出値の変化を示す波形図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１ 体動検出装置
１２，１３，１４ 加速度センサ
２４ 加速度取得部
２５，２６ ピーク値検出部
２７ ピーク差検出部
２８ 閾値判定部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、体動検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩数計（体動検出装置）は、加速度センサにより歩行者の上下方向の加速度を検出し、その検出値の変化に基づいて歩数（体動）を計数する。図９は、従来の歩数計における加速度の検出値の変化を示す波形図である。図９に示すように、従来の歩数計は、加速度の検出値が閾値を超えるたびに、歩行者が一歩、歩行したと認識して歩行信号を発生する（例えば、特許文献１参照。）。例えば、図９に示す例では、第１のピーク１、第２のピーク２、第３のピーク３、第４のピーク４、第５のピーク５、第６のピーク６および第７のピーク７のうち、閾値を超える第１のピーク１、第４のピーク４、第５のピーク５および第６のピーク６でそれぞれ第１歩目、第２歩目、第３歩目および第４歩目というように、歩数が計数される。なお、図９において、三角印は歩行信号の発生タイミングを示し、その下の数字（１、２、３、４）は歩数を示す。
【０００３】
【特許文献１】特許第２６７５８４２号公報（第３頁目の左欄の上から第１５行目〜第２２行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の歩数計では、次のような問題点がある。例えば、図９に示す例では、第４のピーク４と第５のピーク５では、実際には一歩、歩行しただけであるが、歩行時の不規則な動きなどが原因で極めて短時間に２つのピークが発生してしまい、それらのピークがともに閾値を超えてしまったため、二歩、歩行したことになっている。また、第３のピーク３では、実際に一歩、歩行したにもかかわらず、ピークが閾値を超えないため、歩行していないことになっている。このように、加速度の検出値の波形がきれいな正弦曲線にならない場合、歩行していないのに歩行したと誤認識したり、歩行したのに歩行していないと誤認識することがあり、正確な歩数が得られない。
【０００５】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、体動を正確に検出することができ、正確な体動のカウントが得られる体動検出装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる体動検出装置は、加速度センサの出力する加速度の大きさに基づいて体動の検出を判定する体動検出装置において、加速度の大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わる下弦ピーク値、および増加傾向から減少傾向に切り替わる上弦ピーク値を検出し、前記下弦ピーク値および前記上弦ピーク値に基づいて体動の検出を判定することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明にかかる体動検出装置は、請求項１に記載の発明において、前記下弦ピーク値と前記上弦ピーク値の差分を算出し、前記差分を閾値と比較して体動の検出を判定することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明にかかる体動検出装置は、請求項２に記載の発明において、前記差分は前記下弦ピーク値の直前または直後の前記上弦ピーク値から算出することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明にかかる体動検出装置は、請求項２または３に記載の発明において、前記差分が前記閾値よりも大きいときに体動を検出したと判定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５の発明にかかる体動検出装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記体動を検出したと判定された後に、前記加速度の大きさが所定値をまたいで該所定値よりも初めて小さくなったときまたは初めて大きくなったときに体動をカウントすることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６の発明にかかる体動検出装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記体動を検出したと判定されたときに体動をカウントすることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７の発明にかかる体動検出装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記加速度センサは互いに異なる三方向の加速度を検出し、該三方向の加速度に基づいて前記加速度の大きさを取得することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８の発明にかかる体動検出装置は、請求項７に記載の発明において、前記加速度の大きさは、前記検出した加速度から重力加速度を除いた大きさであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９の発明にかかる体動検出装置は、請求項８に記載の発明において、前記三方向のそれぞれについて、連続する複数の前記加速度の検出値の平均値を前記重力加速度と見なすことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、加速度の大きさが取得され、その加速度の大きさの下弦ピーク値と上弦ピーク値が検出され、連続するそれらのピーク値の差分が算出される。その差分が閾値と比較され、閾値を超える場合に体動を検出したと判定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる体動検出装置によれば、体動を正確に検出することができ、正確な体動のカウントが得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる体動検出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
（体動検出装置のハードウェア構成）
図１は、この発明にかかる体動検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、体動検出装置１１は、互いに異なる三方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向とする）の加速度を検出可能な３軸加速度センサを備えている。ここでは、３軸加速度センサを、Ｘ軸方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサ１２、Ｙ軸方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサ１３、およびＺ軸方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサ１４として示す。加速度センサとしては、周知のものを用いることができる。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、体動検出装置１１に固有の方向であり、体動検出装置１１の姿勢（向きや傾き）の変化に伴って変わる。
【００１９】
また、体動検出装置１１は、３軸加速度センサの出力信号に基づいて、体動検出装置１１を携帯する被験者の体動であるか否かを判断し、体動をカウントする処理装置１５を備えている。処理装置１５の詳細な構成については、後述する。また、体動検出装置１１は、処理装置１５でカウントされた体動を表示する表示装置１６を備えている。表示装置１６は、例えば、液晶パネルと液晶駆動回路を備えている。
【００２０】
（処理装置の機能的構成）
図２は、この発明にかかる体動検出装置の処理装置の機能的構成を示すブロック図である。図２に示すように、処理装置１５は、Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２、Ｚ軸アナログ／デジタル変換部２３、取得手段としての機能を有する加速度取得部２４、検出手段としての機能を有する上弦ピーク値検出部２５および下弦ピーク値検出部２６、算出手段としての機能を有するピーク差検出部２７、判定手段としての機能を有する閾値判定部２８、フラグ制御部２９、並びに計数部３０を備えている。これらの機能部については、ハードウェアにより実現されてもよいし、ＣＰＵ等でプログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００２１】
Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２およびＺ軸アナログ／デジタル変換部２３は、それぞれ、入力端子３１，３２，３３を介してＸ軸加速度センサ１２、Ｙ軸加速度センサ１３およびＺ軸加速度センサ１４に接続されており、それらのセンサから出力されるアナログ電圧信号を所定の周期でサンプリングしてデジタルデータに変換する。Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２およびＺ軸アナログ／デジタル変換部２３は、同一のタイミングでそれぞれのセンサ出力信号をサンプリングするのが望ましい。
【００２２】
加速度取得部２４は、各軸のアナログ／デジタル変換部２１，２２，２３の出力値に基づいて加速度の大きさを取得する。加速度の大きさは、増減を繰り返す。加速度取得部２４の詳細な構成については、後述する。上弦ピーク値検出部２５は、加速度取得部２４により取得された加速度の大きさが増加傾向から減少傾向に切り替わるときのピーク値（上弦ピーク値とする）を検出する。上弦ピーク値を検出するために、上弦ピーク値検出部２５は、例えば、次のような処理を行う。上弦ピーク値検出部２５は、加速度取得部２４から出力された加速度の値をバッファに格納し、そのバッファの格納値と、その次に加速度取得部２４から出力された加速度の値を比較し、大きい方の値でバッファの格納値を更新する。そして、上弦ピーク値検出部２５は、加速度取得部２４から出力された加速度の値がバッファの格納値よりも小さくなったら、そのときのバッファの格納値を上弦ピーク値とする。
【００２３】
下弦ピーク値検出部２６は、加速度取得部２４により取得された加速度の大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わるときのピーク値（下弦ピーク値とする）を検出する。下弦ピーク値を検出するために、下弦ピーク値検出部２６は、例えば、次のような処理を行う。下弦ピーク値検出部２６は、加速度取得部２４から出力された加速度の値をバッファに格納し、そのバッファの格納値と、その次に加速度取得部２４から出力された加速度の値を比較し、小さい方の値でバッファの格納値を更新する。そして、下弦ピーク値検出部２６は、加速度取得部２４から出力された加速度の値がバッファの格納値よりも大きくなったら、そのときのバッファの格納値を下弦ピーク値とする。
【００２４】
ピーク差検出部２７は、下弦ピーク値検出部２６により検出された下弦ピーク値および上弦ピーク値検出部２５により検出された上弦ピーク値の差分を算出する。その際、ピーク差検出部２７は、下弦ピーク値とその直後の上弦ピーク値との差分を算出してもよいし、上弦ピーク値とその直後の下弦ピーク値との差分を算出してもよい。閾値判定部２８は、ピーク差検出部２７により算出された、下弦ピーク値と上弦ピーク値の差分を、あらかじめ設定されている閾値と比較し、その結果に基づいて体動を検出したか否かを判定する。例えば、閾値判定部２８は、下弦ピーク値と上弦ピーク値の差分が閾値よりも大きいときに、体動を検出したと判定する。
【００２５】
フラグ制御部２９は、閾値判定部２８により体動を検出したと判定された場合に、所定のタイミングで体動検出フラグをオンにする。所定のタイミングとは、加速度取得部２４により取得された加速度の大きさにより決まるタイミングである。このタイミングの例については、後述する。また、フラグ制御部２９は、体動検出フラグをオンにした後、所定期間経過した時点で体動検出フラグをオフに切り替える。計数部３０は、カウンタにより構成されており、体動検出フラグがオンになった回数をカウントする。計数部３０のカウント値のデータは、出力端子３４を介して前記表示装置１６へ送られる。
【００２６】
（加速度取得部の機能的構成）
図３は、この発明にかかる体動検出装置の加速度取得部の機能的構成を示すブロック図である。図３に示すように、加速度取得部２４は、Ｘ軸加速度データ格納部４１、Ｙ軸加速度データ格納部４２、Ｚ軸加速度データ格納部４３、重力加速度算出部４４、重力加速度分散比率決定部４５、除重力加速度データ算出部４６、垂直偏除重力加速度データ算出部４７、垂直方向強調合成加速度データ算出部４８、合成加速度データ格納部４９および平滑化部５０を備えている。
【００２７】
Ｘ軸加速度データ格納部４１、Ｙ軸加速度データ格納部４２およびＺ軸加速度データ格納部４３は、例えば、リングバッファにより構成されている。Ｘ軸加速度データ格納部４１、Ｙ軸加速度データ格納部４２およびＺ軸加速度データ格納部４３は、それぞれ、入力端子５１，５２，５３を介してＸ軸アナログ／デジタル変換部２１、Ｙ軸アナログ／デジタル変換部２２およびＺ軸アナログ／デジタル変換部２３に接続されており、それらアナログ／デジタル変換部の出力値を加速度データとして格納する。
【００２８】
重力加速度算出部４４は、Ｘ軸加速度データ格納部４１から連続する所定個数（例えば、８個）の加速度データを読み出し、それらの移動平均値を算出し、その値を重力加速度の値とする。移動平均値は、ｎを自然数とするとき、ｎ個の値の加算値をｎで割ることにより得られる。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして重力加速度の値を算出する。その際、Ｘ軸方向の所定個数の加速度データ、Ｙ軸方向の所定個数の加速度データ、およびＺ軸方向の所定個数の加速度データは、同じタイミングでサンプリングされたデータであるのが望ましい。本来、重力加速度を求めるには、被験者が静止している必要がある。しかし、そのために被験者が静止するのは非現実的である。ここでは、比較的長時間分の加速度データの移動平均値を求めることによって、たとえば歩行などの体動により発生する加速度を平滑化することができるので、各軸方向の加速度データの移動平均値を擬似的に各軸方向の重力加速度の値と見なすことができる。
【００２９】
重力加速度分散比率決定部４５は、重力加速度算出部４４により得られたＸ軸方向の重力加速度の値と、Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１の出力値の中間値との差を求め、その値をＸ軸方向の重力加速度分散比率とする。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして重力加速度分散比率を決定する。上述したように、加速度センサの出力信号をアナログ／デジタル変換部でサンプリングする構成の場合、加速度センサで検出された加速度が大きいほど、その加速度をサンプリングした値はアナログ／デジタル変換部の出力値の中間値から離れる。従って、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のうち重力加速度分散比率が高い軸ほど、上下方向の加速度（重力加速度）の影響が大きいことになる。つまり、重力加速度分散比率が高い軸ほど、上下方向の軸に近いことになる。
【００３０】
除重力加速度データ算出部４６は、Ｘ軸アナログ／デジタル変換部２１から出力されるＸ軸方向の加速度データから、重力加速度算出部４４により得られたＸ軸方向の重力加速度の値を減算し、得られた値をＸ軸方向の除重力加速度データとする。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして除重力加速度データを算出する。除重力加速度データとは、加速度センサにより取得した加速度から重力加速度を除いたデータという意味である。
【００３１】
除重力加速度データを算出する際には、加速度の向きに注意する必要がある。重力加速度算出部４４により得られた重力加速度の値がアナログ／デジタル変換部の出力値の中間値以上である場合には、アナログ／デジタル変換部から出力される加速度データの値から、重力加速度の値を引いた値が除重力加速度データの値となる。重力加速度算出部４４により得られた重力加速度の値がアナログ／デジタル変換部の出力値の中間値よりも小さい場合には、重力加速度の値から、アナログ／デジタル変換部から出力される加速度データの値を引いた値が除重力加速度データの値となる。
【００３２】
垂直偏除重力加速度データ算出部４７は、除重力加速度データ算出部４６により得られたＸ軸方向の除重力加速度データの値に、重力加速度分散比率決定部４５により得られたＸ軸方向の重力加速度分散比率を乗算し、得られた値をＸ軸方向の垂直偏除重力加速度データの値とする。Ｙ軸方向およびＺ軸方向についても同様にして垂直偏除重力加速度データの値を算出する。垂直偏除重力加速度データは、除重力加速度データに重力加速度の影響を加味したデータである。重力加速度の影響が強い軸では、除重力加速度データの値により大きな値の重力加速度分散比率が掛けられるので、垂直偏除重力加速度データの値が大きくなる。
【００３３】
垂直方向強調合成加速度データ算出部４８は、垂直偏除重力加速度データ算出部４７によりそれぞれ得られたＸ軸方向の垂直偏除重力加速度データ、Ｙ軸方向の垂直偏除重力加速度データおよびＺ軸方向の垂直偏除重力加速度データを合成する。本来、加速度データを合成する際には、各軸方向の垂直偏除重力加速度データの値を自乗して足し合わせた値の平方根を算出する必要がある。しかし、ここでは、各軸方向の垂直偏除重力加速度データの値を単純に足し合わせることによって、合成した加速度データ（垂直方向強調合成加速度データとする）を求めることとする。その理由は、垂直方向強調合成加速度データ算出処理の負荷を軽減できるという利点や、加速度データの正負の極性を失わずに済むという利点があり、かつ、十分に特徴のあるデータが得られるからである。
【００３４】
合成加速度データ格納部４９は、例えば、リングバッファにより構成されている。合成加速度データ格納部４９は、垂直方向強調合成加速度データ算出部４８により得られた垂直方向強調合成加速度データを格納する。平滑化部５０は、合成加速度データ格納部４９から連続する所定個数（例えば、４個）の垂直方向強調合成加速度データを読み出し、それらの移動平均値を算出する。ここでは、比較的短時間分の垂直方向強調合成加速度データの移動平均値を求めることによって、ノイズや微弱な変動を除去して垂直方向強調合成加速度データを平滑化することができる。平滑化部５０の出力データは、出力端子５４を介して前記上弦ピーク値検出部２５、前記下弦ピーク値検出部２６および前記フラグ制御部２９へ送られる。
【００３５】
（体動検出処理手順）
図４および図５は、この発明にかかる体動検出装置の体動検出方法による体動検知処理手順を示すフローチャートである。図４に示すように、体動検出装置１１の電源がオンになり、体動検出処理が開始されると、まず、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれについて、加速度センサ１２，１３，１４およびアナログ／デジタル変換部２１，２２，２３により加速度データを取得する（ステップＳ１）。そして、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各加速度データ格納部４１，４２，４３にそれぞれの軸方向の加速度データを格納する（ステップＳ２）。ここまでの処理を、各軸の加速度データ格納部４１，４２，４３に所定個数（例えば、８個）の加速度データが格納されるまで繰り返す。
【００３６】
各軸の加速度データ格納部４１，４２，４３に所定個数の加速度データが格納されたら、各軸方向について、重力加速度算出部４４により重力加速度を算出する（ステップＳ３）。次いで、各軸方向について、重力加速度分散比率決定部４５により重力加速度分散比率を決定する（ステップＳ４）。また、各軸方向について、除重力加速度データ算出部４６により除重力加速度データを算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５を行ってからステップＳ４を行ってもよい。次いで、各軸方向について、垂直偏除重力加速度データ算出部４７により垂直偏除重力加速度データを算出する（ステップＳ６）。
【００３７】
次いで、垂直方向強調合成加速度データ算出部４８により各軸方向の垂直偏除重力加速度データを合成することにより、垂直方向強調合成加速度データを算出する（ステップＳ７）。そして、合成加速度データ格納部４９に垂直方向強調合成加速度データを格納する（ステップＳ８）。ここまでの処理を、合成加速度データ格納部４９に所定個数（例えば、４個）の垂直方向強調合成加速度データが格納されるまで繰り返す。
【００３８】
合成加速度データ格納部４９に所定個数の垂直方向強調合成加速度データが格納されたら、平滑化部５０により垂直方向強調合成加速度データを平滑化する（ステップＳ９）。次いで、上弦ピーク値検出部２５および下弦ピーク値検出部２６により垂直方向強調合成加速度データの上弦ピーク値および下弦ピーク値を検出する（ステップＳ１０）。次いで、ピーク差検出部２７により上弦ピーク値と下弦ピーク値の差分を算出する（ステップＳ１１）。次いで、閾値判定部２８により上弦ピーク値と下弦ピーク値の差分を閾値と比較する。そして、その差分の方が閾値よりも大きい場合には体動を検出したと判定し、小さい場合には体動を検出していないと判定する（ステップＳ１２）。
【００３９】
閾値判定部２８の判定結果に基づいて、体動検出フラグのオン／オフを制御する（ステップＳ１３）。体動を検出したと判定された場合には、フラグ制御部２９により体動検出フラグをオンにし、その後オフに切り替える。体動を検出していないと判定された場合には、体動検出フラグはオフのままである。以上の一連の体動検出処理は、体動検出装置１１の電源がオフになるまで繰り返される。ステップＳ３での重力加速度の算出処理、ステップＳ４での重力加速度分散比率の決定処理、ステップＳ５での除重力加速度データの算出処理、ステップＳ６での垂直偏除重力加速度データの算出処理、ステップＳ７での垂直方向強調合成加速度データの算出処理、ステップＳ９での平滑化処理およびステップＳ１０でのピーク値検出処理の内容については、それぞれ、各機能部の構成において説明した通りである。
【００４０】
（体動検出フラグをオンにするタイミング例１）
図６は、体動検出フラグをオンにするタイミングの第１の例を示す波形図である。なお、図６には、加速度取得部２４から出力される垂直方向強調合成加速度データが波形として示されているが、実際には、この垂直方向強調合成加速度データは、連続したデータではなく、所定周期でサンプリングされた離散的なデータである（図７および図８においても同じ）。また、図６において、三角印は、体動検出フラグがオンになるタイミングを示し、その下の数字（１、２、３、４、５）は体動のカウントを示す（図７および図８においても同じ）。
【００４１】
図６に示す例では、ピーク差検出部２７は下弦ピーク値とその直後の上弦ピーク値との差分を算出している。そして、この例では、閾値判定部２８により体動を検出したと判定された後、加速度取得部２４から出力された垂直方向強調合成加速度データの値が初めてゼロになった時点で、体動検出フラグがオンにされている。これは、上弦ピーク値および下弦ピーク値の近傍はノイズ等の影響を受けやすいので、そこを避けて体動検出フラグをオンにするためである。
【００４２】
具体的には、第１の下弦ピーク６１と第１の上弦ピーク６２の差分、第３の下弦ピーク６５と第３の上弦ピーク６６の差分、第４の下弦ピーク６７と第４の上弦ピーク６８の差分、第６の下弦ピーク７１と第６の上弦ピーク７２の差分および第７の下弦ピーク７３と第７の上弦ピーク７４の差分は閾値よりも大きい。従って、第１の上弦ピーク６２、第３の上弦ピーク６６、第４の上弦ピーク６８、第６の上弦ピーク７２および第７の上弦ピーク７４の後で、垂直方向強調合成加速度データの値が初めてゼロになった時点で、体動検出フラグがオンになり、体動がカウントされる。一方、第２の下弦ピーク６３と第２の上弦ピーク６４の差分および第５の下弦ピーク６９と第５の上弦ピーク７０の差分は閾値よりも小さいので、体動検出フラグはオフのままであり、体動はカウントされずにそのままの値である。
【００４３】
（体動検出フラグをオンにするタイミング例２）
図７は、体動検出フラグをオンにするタイミングの第２の例を示す波形図である。図７に示す例では、ピーク差検出部２７は下弦ピーク値とその直後の上弦ピーク値との差分を算出し、閾値判定部２８によりたとえば歩行などの体動を検出したと判定されると、直ちに体動検出フラグがオンにされている。上述した第１のタイミング例に代えて、この第２のタイミング例のようにしてもよい。
【００４４】
（体動検出フラグをオンにするタイミング例３）
図８は、体動検出フラグをオンにするタイミングの第３の例を示す波形図である。図８に示す例では、ピーク差検出部２７は上弦ピーク値とその直後の下弦ピーク値との差分を算出し、閾値判定部２８により体動を検出したと判定された後、加速度取得部２４から出力された垂直方向強調合成加速度データの値が初めてゼロになった時点で、体動検出フラグがオンにされている。なお、上述した第２のタイミング例のように、閾値判定部２８により体動を検出したと判定されると、直ちに体動検出フラグがオンになるようにしてもよい。上述した第１または第２のタイミング例に代えて、この第３のタイミング例のようにしてもよい。
【００４５】
以上説明したように、実施の形態によれば、加速度の変動量を閾値と比較することにより、被験者の不規則な動きやノイズなどの影響を排除することができる。従って、実際には体動ではないのに体動であると誤認識したり、実際には体動であるのに体動でないと誤認識してしまうのを防ぐことができる。つまり、体動を正確に検出することができる。従って、正確な体動のカウントが得られる。以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる体動検出方法は、体動検出装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明にかかる体動検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】この発明にかかる体動検出装置の処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】この発明にかかる体動検出装置の加速度取得部の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】この発明にかかる体動検出装置の体動検出方法による体動検知処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図５】この発明にかかる体動検出装置の体動検出方法による体動検知処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図６】体動検出フラグをオンにするタイミングの第１の例を示す波形図である。
【図７】体動検出フラグをオンにするタイミングの第２の例を示す波形図である。
【図８】体動検出フラグをオンにするタイミングの第３の例を示す波形図である。
【図９】従来の体動検出装置における加速度の検出値の変化を示す波形図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１ 体動検出装置
１２，１３，１４ 加速度センサ
２４ 加速度取得部
２５，２６ ピーク値検出部
２７ ピーク差検出部
２８ 閾値判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサの出力する加速度の大きさに基づいて体動の検出を判定する体動検出装置において、
加速度の大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わる下弦ピーク値、および増加傾向から減少傾向に切り替わる上弦ピーク値を検出し、前記下弦ピーク値および前記上弦ピーク値に基づいて体動の検出を判定することを特徴とする体動検出装置。
【請求項２】
前記下弦ピーク値と前記上弦ピーク値の差分を算出し、前記差分を閾値と比較して体動の検出を判定することを特徴とする請求項１に記載の体動検出装置。
【請求項３】
前記差分は前記下弦ピーク値の直前または直後の前記上弦ピーク値から算出することを特徴とする請求項２に記載の体動検出装置。
【請求項４】
前記差分が前記閾値よりも大きいときに体動を検出したと判定することを特徴とする請求項２または３に記載の体動検出装置。
【請求項５】
前記体動を検出したと判定された後に、前記加速度の大きさが所定値をまたいで該所定値よりも初めて小さくなったときまたは初めて大きくなったときに体動をカウントすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の体動検出装置。
【請求項６】
前記体動を検出したと判定されたときに体動をカウントすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の体動検出装置。
【請求項７】
前記加速度センサは互いに異なる三方向の加速度を検出し、該三方向の加速度に基づいて前記加速度の大きさを取得することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の体動検出装置。
【請求項８】
前記加速度の大きさは、前記検出した加速度から重力加速度を除いた大きさであることを特徴とする請求項７に記載の体動検出装置。
【請求項９】
前記三方向のそれぞれについて、連続する複数の前記加速度の検出値の平均値を前記重力加速度と見なすことを特徴とする請求項８に記載の体動検出装置。
【請求項１】
加速度センサの出力する加速度の大きさに基づいて体動の検出を判定する体動検出装置において、
加速度の大きさが減少傾向から増加傾向に切り替わる下弦ピーク値、および増加傾向から減少傾向に切り替わる上弦ピーク値を検出し、前記下弦ピーク値および前記上弦ピーク値に基づいて体動の検出を判定することを特徴とする体動検出装置。
【請求項２】
前記下弦ピーク値と前記上弦ピーク値の差分を算出し、前記差分を閾値と比較して体動の検出を判定することを特徴とする請求項１に記載の体動検出装置。
【請求項３】
前記差分は前記下弦ピーク値の直前または直後の前記上弦ピーク値から算出することを特徴とする請求項２に記載の体動検出装置。
【請求項４】
前記差分が前記閾値よりも大きいときに体動を検出したと判定することを特徴とする請求項２または３に記載の体動検出装置。
【請求項５】
前記体動を検出したと判定された後に、前記加速度の大きさが所定値をまたいで該所定値よりも初めて小さくなったときまたは初めて大きくなったときに体動をカウントすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の体動検出装置。
【請求項６】
前記体動を検出したと判定されたときに体動をカウントすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の体動検出装置。
【請求項７】
前記加速度センサは互いに異なる三方向の加速度を検出し、該三方向の加速度に基づいて前記加速度の大きさを取得することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の体動検出装置。
【請求項８】
前記加速度の大きさは、前記検出した加速度から重力加速度を除いた大きさであることを特徴とする請求項７に記載の体動検出装置。
【請求項９】
前記三方向のそれぞれについて、連続する複数の前記加速度の検出値の平均値を前記重力加速度と見なすことを特徴とする請求項８に記載の体動検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１１６３８９（Ｐ２００９−１１６３８９Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８５２１７（Ｐ２００７−２８５２１７）
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【出願人】（５０７３５１８８３）シチズン・システムズ株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【出願人】（５０７３５１８８３）シチズン・システムズ株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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