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身體運(yùn)動檢測裝置的制作方法

文檔序號:1230175閱讀:173來源:國知局
專利名稱:身體運(yùn)動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種檢測使用者的身體運(yùn)動、計(jì)算由該身體運(yùn)動引起的消耗 能量的身體運(yùn)動檢測裝置。
背景技術(shù)
長久以來,作為身體運(yùn)動檢測裝置之一的計(jì)步器,特別是附加有消耗能 量的計(jì)算功能的計(jì)步器被廣泛普及。這樣的計(jì)步器對基于使用者的步行運(yùn)動 (或跑步運(yùn)動,以下相同)的步數(shù)(腳步)計(jì)數(shù),計(jì)算與該步數(shù)對應(yīng)的消耗 能量。此外,作為其他身體運(yùn)動檢測裝置,提出例如專利文獻(xiàn)l中顯示的裝置。特開2002-191580號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是,在以往的計(jì)步器中,使用者進(jìn)行任何動作時(shí),只要不對基于使用 者的步行運(yùn)動的步數(shù)(腳步)計(jì)數(shù),就無法計(jì)算由該動作產(chǎn)生的消耗能量。 人在一天中,進(jìn)行步行運(yùn)動以上的激烈的運(yùn)動的時(shí)間常常很少,因此,如果 身體運(yùn)動是作為步行運(yùn)動步數(shù)不能計(jì)數(shù)、或者難以計(jì)數(shù)的(例如,打掃等家 務(wù)、院子工作等),則無法進(jìn)行關(guān)于該身體運(yùn)動的消耗能量的正確的計(jì)算, 就無法綜合地把握使用者的正確的消耗能量。
此外,即使如專利文獻(xiàn)l那樣,通過檢測身體運(yùn)動方向而不同地配置有 多個(gè)身體運(yùn)動傳感器,從身體運(yùn)動傳感器的輸出信號排除基于步行的信號以 外的信號(參照段落
),結(jié)果,該輸出信號僅能進(jìn)行所謂的步行運(yùn)動的 身體運(yùn)動的檢測,無法解決上述的問題。這樣,在以往的身體運(yùn)動檢測裝置中,作為其檢測的身體運(yùn)動,將步行 運(yùn)動作為必要運(yùn)動,所以不僅在使用者的步行運(yùn)動中,在還包括除此以外的 日常運(yùn)動的活動中,無法綜合地計(jì)算使用者消耗的能量,作為在每天的健康 管理、飲食及其它目的中使用的身體運(yùn)動檢測裝置,不能說是足夠的。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的,其目的在于,提供一種能判別步行運(yùn) 動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動,分別計(jì)算與運(yùn)動形態(tài)對應(yīng)的消耗能量,從而能綜 合并且正確地計(jì)算還包括由步行運(yùn)動以外的運(yùn)動引起的消耗能量的使用者 所消耗的能量的身體運(yùn)動檢測裝置。
為了解決上述問題,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,該 身體運(yùn)動檢測裝置包括身體運(yùn)動信息取得部件,用于取得關(guān)于使用者的身 體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息;身體運(yùn)動判別部件,用于根據(jù)所述身體運(yùn)動信息來 判別所述身體運(yùn)動是步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動;以及運(yùn)算部件,用 于根據(jù)所述身體運(yùn)動信息中由所述身體運(yùn)動判別部件判別為所述步行運(yùn)動 的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息來計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量,并根據(jù)判別為所 述步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息來計(jì)算步行運(yùn)動以外的 運(yùn)動時(shí)的消耗能量,同時(shí)合計(jì)這些消耗能量,計(jì)算出由所述使用者的所述身 體運(yùn)動引起的消耗能量。
此外,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,所述身體運(yùn)動信 息包括各經(jīng)過時(shí)間的所述使用者的身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔,所述身體 運(yùn)動判別部件根據(jù)所述身體運(yùn)動強(qiáng)度和所述身體運(yùn)動間隔,來判別是步行運(yùn) 動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
此外,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,所述身體運(yùn)動信 息包括各經(jīng)過時(shí)間的身體運(yùn)動強(qiáng)度的上限峰值和下限峰值的差、以及身體運(yùn) 動間隔,身體運(yùn)動判別部件根據(jù)身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔,來判別是步 行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。此外,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,所述身體運(yùn)動信 息包括由所述身體運(yùn)動產(chǎn)生的加速度值,所述身體運(yùn)動判別部件具有輸出值 根據(jù)所述加速度值而變化的加速度傳感器。
此外,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,所述身體運(yùn)動檢 測裝置具有取得所述使用者的生物信息的生物信息取得部件,所述運(yùn)算部件 使用將由所述生物信息取得部件取得的所述生物信息和所述身體運(yùn)動信息 作為參數(shù)的計(jì)算式,來計(jì)算由所述使用者的所述身體運(yùn)動引起的消耗能量。
此外,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,所述步行運(yùn)動時(shí) 的消耗能量的計(jì)算使用至少將作為所述生物信息的體重、以及與作為所述身 體運(yùn)動信息的所述使用者的身體運(yùn)動間隔對應(yīng)的系數(shù)和步數(shù)作為參數(shù)的計(jì) 算式。
此外,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,所述步行運(yùn)動以 外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算使用至少將作為所述生物信息的體重和除脂 肪量、以及關(guān)于作為所述身體運(yùn)動信息的由所述身體運(yùn)動產(chǎn)生的加速度值的 數(shù)據(jù)作為參數(shù)的計(jì)算式。
此外,在本發(fā)明的身體運(yùn)動檢測裝置中,其特征在于,在所述步行運(yùn)動 中包括跑步運(yùn)動,計(jì)算由所述使用者的所述身體運(yùn)動引起的消耗能量。
根據(jù)本發(fā)明,不僅能計(jì)算由步行運(yùn)動消耗的能量,還能計(jì)算由步行運(yùn)動 以外的運(yùn)動消耗的能量,所以能綜合并且正確地計(jì)算使用者所消耗的能量。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示基于本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置的身體 運(yùn)動信息的測定結(jié)果的例子的曲線圖。圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置的工作的流 程的一個(gè)例子的流程圖。
圖4是表示基于本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置的身體 運(yùn)動信息的測定結(jié)果的例子的曲線圖。
圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置的工作的流
程的一個(gè)例子的流程圖。
符號說明
10身體運(yùn)動檢測裝置 21 操作部(生物信息取得部件)
22 顯示部
31 加速度傳感器(生物信息取得部件)
31a X軸傳感器 31b Y軸傳感器
31c Z軸傳感器 32 運(yùn)算部(運(yùn)算部件)
33 存儲部 34 計(jì)時(shí)部
35 A/D變換器
40控制部(身體運(yùn)動判別部件、步數(shù)計(jì)數(shù)部件) X第一閾值 Y 第二閾值
Z第三閾值 A 第四閾值
B 第五閾值。
具體實(shí)施例方式
以下,參照

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置。 圖1是表示身體運(yùn)動檢測裝置10的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示,第一實(shí)施方 式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置10包括操作部21、顯示部22、加速度傳感器31、 運(yùn)算部32、存儲部33、計(jì)時(shí)部34、 A/D變換器35以及控制部40。以下,說明各部的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。
操作部21 (生物信息取得部件)主要作為用于輸入使用者的生物信息、 身體運(yùn)動檢測裝置10的設(shè)定事項(xiàng)的數(shù)據(jù)輸入部件而工作。操作部21的個(gè)數(shù)、 形狀、操作方法沒有特別的限定,能適于釆用按鈕式、觸摸傳感器式、度盤 式等。在此,作為由操作部21輸入的生物信息,作為一個(gè)例子,能列舉體 重、身高、年齡、性別、除脂肪量,但是如后所述,只要是用于求出由使用 者的身體運(yùn)動引起的消耗能量的適合的生物信息,就沒有特別的限定。此外, 設(shè)定事項(xiàng)是使用者在使用身體運(yùn)動檢測裝置10上的設(shè)定事項(xiàng),例如可列舉
出身體運(yùn)動檢測裝置IO的啟動和結(jié)束、現(xiàn)在的日期和時(shí)間、顯示部22上的 顯示內(nèi)容的切換等。這樣輸入的生物信息或設(shè)定事項(xiàng)通過控制部40的控制, 存儲到存儲部33 (例如RAM (Random Access Memory)),在顯示部22上顯示。
顯示部22是用于顯示從控制部40發(fā)送來的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)顯示部件,主要 進(jìn)行使用者的生物信息或設(shè)定事項(xiàng)的顯示、操作的向?qū)э@示、后述的消耗能 量或身體運(yùn)動信息(例如步數(shù))的顯示等。在此,身體運(yùn)動信息是關(guān)于使用 者的身體運(yùn)動的信息,更具體而言,是反映使用者的身體運(yùn)動(例如步行運(yùn) 動和跑步運(yùn)動、除此以外的運(yùn)動)的信息,可列舉出關(guān)于身體運(yùn)動的強(qiáng)弱的 身體運(yùn)動信息(身體運(yùn)動強(qiáng)度)、身體運(yùn)動的重復(fù)性和連續(xù)性、重復(fù)相同的 身體運(yùn)動時(shí)的身體運(yùn)動的間隔(身體運(yùn)動間隔)、次數(shù)(例如步數(shù)(腳步的 次數(shù)))等。作為身體運(yùn)動強(qiáng)度,特別適合使用關(guān)于使用者的身體運(yùn)動的加 速度值的數(shù)據(jù),該加速度值也可以直接使用由加速度的測量裝置等得到的模 擬數(shù)據(jù),也可以使用模擬-數(shù)字變換(以下,稱作A/D變換)后的數(shù)據(jù)。此 外,作為關(guān)于加速度值的數(shù)據(jù),能適宜選擇從各身體運(yùn)動的上限峰值減去下 限峰值后的值、各身體運(yùn)動的加速度值自身、 一定時(shí)間的加速度值的累計(jì)值 (后述的"加速度值的大小")等。此外,身體運(yùn)動是指使用者的身體的全體動作,除了步行運(yùn)動和跑步運(yùn)動(以下,將它們合稱為步行運(yùn)動),包括 步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(例如,沒有重復(fù)性和連續(xù)性或極端少的腳步動作、僅 上半身的動作等)。所述的顯示內(nèi)容存儲到存儲部33,控制部40按照存儲部
33中預(yù)先存儲的程序,根據(jù)身體運(yùn)動檢測裝置10的使用狀況,從存儲部33 讀出數(shù)據(jù),在顯示部22上顯示。 ■
顯示部22作為 一個(gè)例子,可以采用使用了全點(diǎn)陣(foil dot) LCD (Liquid Crystal Display)等的液晶的顯示部,但是也可以將顯示部22和操作部21 作為例如具有觸摸面板功能的液晶顯示面板而一體地構(gòu)成。
身體運(yùn)動檢測裝置10中作為內(nèi)部結(jié)構(gòu)的,包括加速度傳感器31、運(yùn)算 部32、存儲部33、計(jì)時(shí)部34、 A/D變換器35和控制部40。優(yōu)選運(yùn)算部32 和控制部40分別由集成電路構(gòu)成。
計(jì)時(shí)部34測量規(guī)定時(shí)間的經(jīng)過,進(jìn)行是否經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的判斷,例如 能判斷從使用者開始使用身體運(yùn)動檢測裝置10的時(shí)刻起經(jīng)過時(shí)間的測量, 以及使用者的身體運(yùn)動間隔(例如平均一步所需的時(shí)間)。另外,在第一實(shí) 施方式中,雖然計(jì)時(shí)部34是作為獨(dú)立的構(gòu)成要素,但是也可以是作為計(jì)時(shí) 電路,成為與控制部40—體化的結(jié)構(gòu),通過控制部40自身,進(jìn)行是否正在 經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的判斷。
加速度傳感器31是取得關(guān)于使用者的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息的身體 運(yùn)動信息取得部件,是將由使用者的身體運(yùn)動產(chǎn)生的加速度值作為身體運(yùn)動 信息之一,輸出值根據(jù)該加速度值而變化的傳感器。更具體而言,加速度傳 感器31具有X軸傳感器31a、 Y軸傳感器31b、 Z軸傳感器31c(參照圖1), 能分別檢測彼此互相垂直的3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向的身體運(yùn)動,能 取得作為加速度值的將X軸傳感器31a、 Y軸傳感器31b、 Z軸傳感器31c 的各輸出值合成后的值。在第一實(shí)施方式中,作為身體運(yùn)動信息取得部件, 由于使用加速度傳感器31,所以使用者的身體運(yùn)動強(qiáng)度成為關(guān)于加速度值的數(shù)據(jù),如果加速度值高,身體運(yùn)動強(qiáng)度就強(qiáng),如果加速度值低,身體運(yùn)動強(qiáng) 度就弱,由此能取得身體運(yùn)動信息。
作為由加速度傳感器31的X軸傳感器31a、 Y軸傳感器31b、 Z軸傳感 器31c取得的模擬數(shù)據(jù)的各輸出值,為了進(jìn)行由控制部40或運(yùn)算部32等進(jìn) 行的處理,分別由A/D變換器35轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),同時(shí)與計(jì)時(shí)部34聯(lián)動, 與從取得開始的規(guī)定的經(jīng)過時(shí)間對應(yīng),在存儲部33中保存。此外,通過運(yùn) 算部32將X軸傳感器31a、 Y軸傳感器31b、 Z軸傳感器31c的各輸出值的 A/D變換值合成,通過計(jì)算,求出作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的加速度值(加速度值的 A/D變換值),與計(jì)時(shí)部34聯(lián)動,與從取得開始的規(guī)定的經(jīng)過時(shí)間對應(yīng),在 存儲部33中保存。這樣,與經(jīng)過時(shí)間對應(yīng)且取得加速度值時(shí),通過按照取 得的順序,按時(shí)間順序觀察加速度值,不僅能取得身體運(yùn)動強(qiáng)度,還能同時(shí) 取得作為身體運(yùn)動信息的身體運(yùn)動的反復(fù)性和連續(xù)性的有無、重復(fù)相同的身 體運(yùn)動時(shí)的間隔(身體運(yùn)動間隔)、次數(shù)(例如步數(shù)(腳步的次數(shù)))。另外, 為了通過該加速度傳感器31更正確地取得由使用者的所有身體運(yùn)動引起的 加速度值,身體運(yùn)動檢測裝置10安裝到使用者時(shí),優(yōu)選與使用者的身體盡 可能緊貼,特別是為了也能檢測上半身的身體運(yùn)動,推薦例如處于在使用者 的腰部纏繞帶狀物等的安裝狀態(tài)、或者處于收納在使用者穿的衣物胸前口袋 中的狀態(tài)。這樣取得的身體運(yùn)動信息通過控制部40的控制,被存儲到存儲 部33,其中一部分(例如步數(shù))在顯示部22上被顯示。
如圖l所示,控制部40與操作部21、顯示部22、加速度傳感器31、運(yùn) 算部32、存儲部33、計(jì)時(shí)部34以及A/D變換器35電連接,由控制部40 控制各動作。此外,控制部40作為根據(jù)由加速度傳感器31取得的身體運(yùn)動 信息(身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔)來判別身體運(yùn)動是步行運(yùn)動還是步行 運(yùn)動以外的運(yùn)動的身體運(yùn)動判別部件而工作。
在此,參照圖2說明步行運(yùn)動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的判別。圖2是表示身體運(yùn)動檢測裝置10的身體運(yùn)動信息的取得結(jié)果的例子的曲線圖。在圖2 中,作為使用者的身體運(yùn)動的一個(gè)例子,表示從步行運(yùn)動(圖2的I部分) 向步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(圖2的II部分)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)。
控制部40通過A/D變換器35對由加速度傳感器31取得的加速度值進(jìn) 行A/D變換,按取得的順序,按時(shí)間順序存儲到存儲部33,同時(shí)如圖2所 示,通過在橫軸采用經(jīng)過時(shí)間(單位秒),在縱軸采用加速度值的A/D變 換值(單位計(jì)數(shù)(count)),繪出依次取得的全部的加速度值的A/D變換 值,取得波形,觀察加速度值的推移,進(jìn)行所述判別。另外,在取得所述波 形的過程中,也可以對由加速度傳感器31取得的作為模擬數(shù)據(jù)的加速度值 直接進(jìn)行繪圖,為了使波形的觀察變得容易,也可以對加速度值的A/D變換 值進(jìn)行一定的處理后的值進(jìn)行繪圖。
步行運(yùn)動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的判別,由控制部40按照預(yù)先存儲在 存儲部33中的程序進(jìn)行。在判別中,可以使用預(yù)先設(shè)定、保存在存儲部33 中的第一閾值X和第二閾值Y。第一閾值X是關(guān)于加速度值的上限峰值和 下限峰值的差(振幅)的閾值,例如關(guān)于判斷為作為步行運(yùn)動的一步(腳步), 設(shè)定適當(dāng)?shù)牟ǖ恼穹闹?參照圖2)。此外,為了同時(shí)判斷加速度值的上限 峰值和下限峰值作為步行運(yùn)動的平均一步所需的時(shí)間是否適合,可以預(yù)先設(shè) 定一定時(shí)間tl。此外,第二閾值Y是關(guān)于在一定時(shí)間t2內(nèi)判斷為步行的身 體運(yùn)動的次數(shù)的閾值,例如關(guān)于判斷為連續(xù)的步行運(yùn)動,設(shè)定適當(dāng)?shù)募铀俣?值表示的波(第一周期)的數(shù)。另外,將用于判斷是否為連續(xù)的步行運(yùn)動時(shí) 的、將加速度值的波形的波數(shù)計(jì)數(shù)的一定時(shí)間t2的值適宜地設(shè)定為適合確認(rèn) 是所謂的步行運(yùn)動的繼續(xù)的動作的值即可。
這樣,通過預(yù)先設(shè)置2個(gè)閾值(第一閾值X和第二閾值Y),例如預(yù)先
設(shè)定為大致如下所述判別身體運(yùn)動是步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。另 外,在第一實(shí)施方式中,作為閾值,使用第一閾值X和第二閾值Y這兩個(gè)閾值,但是,如果能判別是步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動,關(guān)于閾值的 內(nèi)容和個(gè)數(shù),就沒有特別的限定,適當(dāng)設(shè)定即可。
(1) 在按時(shí)間順序取得的加速度值的波形中,觀察振幅能否判斷為作 為步行運(yùn)動的一步(上限峰值和下限峰值的差是否超過第一閾值X、以及該 上限峰值和下限峰值是否在一定時(shí)間tl以內(nèi)取得),未取得規(guī)定的振幅時(shí), 判別為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
(2) 加速度值的波形的振幅超過第一閾值,并且在一定時(shí)間tl以內(nèi)取 得時(shí),判斷在一定時(shí)間t2內(nèi)的加速度值的波形的波數(shù)是否正超過規(guī)定的數(shù)
(第二閾值Y),是規(guī)定的波數(shù)以下時(shí),判別為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動,超過 給定的波數(shù)時(shí),判別為連續(xù)的步行運(yùn)動。
此外,在步行運(yùn)動以外的運(yùn)動中,存在強(qiáng)度強(qiáng)的運(yùn)動和強(qiáng)度弱的運(yùn)動。 為了更精密地計(jì)算由使用者的身體運(yùn)動引起的消耗能量,優(yōu)選根據(jù)身體運(yùn)動 強(qiáng)度來判別步行運(yùn)動以外的運(yùn)動,且根據(jù)該判別結(jié)果,使用不同的能量計(jì)算 式。在第一實(shí)施方式中,還使用關(guān)于身體運(yùn)動強(qiáng)度的第三閾值Z,判別步行 運(yùn)動以外的運(yùn)動的強(qiáng)度。
運(yùn)算部32 (運(yùn)算部件)根據(jù)存儲部33中存儲的使用者的生物信息或身 體運(yùn)動信息,在控制部40的控制下,計(jì)算由使用者的身體運(yùn)動引起的消耗 能量。這時(shí),運(yùn)算部32根據(jù)身體運(yùn)動信息中由作為身體運(yùn)動判別部件的控 制部40判別為步行運(yùn)動的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息(身體運(yùn)動間隔或步數(shù) 等),來計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量,根據(jù)判別為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的身 體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息(身體運(yùn)動強(qiáng)度),來計(jì)算步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的 消耗能量,通過合計(jì)這些消耗能量,計(jì)算出由使用者的身體運(yùn)動引起的全部 的消耗能量。在存儲部33中,分別預(yù)先保存與步行運(yùn)動或步行運(yùn)動以外的 運(yùn)動對應(yīng)的消耗能量計(jì)算式。此外,在存儲部33中,預(yù)先保存與在步行運(yùn) 動以外的運(yùn)動中身體運(yùn)動強(qiáng)度強(qiáng)的運(yùn)動和身體運(yùn)動強(qiáng)度弱的運(yùn)動所對應(yīng)的消耗能量計(jì)算式??刂撇?0根據(jù)判別結(jié)果使用與各運(yùn)動對應(yīng)而選擇的計(jì)算 式,運(yùn)算部32分別計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的 消耗能量,同時(shí)合計(jì)步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗 能量,計(jì)算基于使用者的全部身體運(yùn)動的消耗能量。
計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算式,例如為"使用者的體重x步數(shù)x 系數(shù)"。系數(shù)作為根據(jù)身體運(yùn)動間隔決定的常數(shù)乘以根據(jù)身體運(yùn)動強(qiáng)度決定 的系數(shù)的值,能任意設(shè)定。作為根據(jù)身體運(yùn)動間隔決定的常數(shù),例如平均一
步所需的時(shí)間(身體運(yùn)動間隔)為250ms以上不足300ms的范圍時(shí),設(shè)定 為系數(shù)cl,為300ms以上不足350ms的范圍,設(shè)定為系數(shù)c2,以下同樣, 設(shè)定每隔50ms,依次增大的系數(shù)(例如cl<c2<-)即可。此外,根據(jù)身體 運(yùn)動強(qiáng)度決定的系數(shù)是根據(jù)例如關(guān)于測定的加速度值的數(shù)據(jù)而決定的系數(shù), 將后述的"加速度值的大小"分類為任意的階段,設(shè)定"加速度值的大小" 為從小的階段向大的階段、依次增大的系數(shù)(例如aKa2〈,0即可。
如上所述設(shè)定系數(shù)時(shí),無論身體運(yùn)動是跑步運(yùn)動還是步行運(yùn)動,都能使 用相同的計(jì)算式來計(jì)算消耗能量。例如,身體運(yùn)動是跑步運(yùn)動時(shí),平均一步 所需的時(shí)間(身體運(yùn)動間隔)比步行運(yùn)動時(shí)更短,所以如果按照所述系數(shù)設(shè) 定,根據(jù)身體運(yùn)動間隔決定的系數(shù)就增大。另一方面,身體運(yùn)動是跑步運(yùn)動 時(shí),加速度值增大,所以根據(jù)身體運(yùn)動強(qiáng)度決定的系數(shù)增大。因此,消耗能 量的計(jì)算式的系數(shù)增大,所以能消耗比步行運(yùn)動更大的能量。通過預(yù)先設(shè)定 作為用于消耗能量的計(jì)算的單位時(shí)間的一定時(shí)間t3(例如IO秒),運(yùn)算部32 判斷各一定時(shí)間t3的身體運(yùn)動間隔的平均值是否屬于所述系數(shù)(cl、 c2、…) 中的任意一個(gè),并決定該系數(shù),同時(shí)判斷身體運(yùn)動強(qiáng)度的平均值是否屬于所 述系數(shù)(al、 a2、…)中的任意一個(gè),并決定該系數(shù),根據(jù)這些系數(shù),計(jì)算 在一定時(shí)間t3中產(chǎn)生的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"。此外,通過合計(jì)這樣求 出的各一定時(shí)間t3的消耗能量的全部,可以作為與進(jìn)行步行運(yùn)動的全部時(shí)間對應(yīng)的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"來計(jì)算。另外,分別計(jì)算平均1步數(shù)(身 體運(yùn)動信息)中產(chǎn)生的瞬間的消耗能量,通過將它們合計(jì),作為與全部步數(shù) 對應(yīng)的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"來計(jì)算。
此外,計(jì)算步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算式,例如是"使用 者的體重X加速度值的大小X第一系數(shù)+第二系數(shù)"。在此,能任意設(shè)定第
一系數(shù)和第二系數(shù),但是優(yōu)選分別根據(jù)性別(生物信息)而預(yù)先設(shè)定不同的 值。作為使用者的生物信息,在能使用性別以外的身高和除脂肪量時(shí),通過 導(dǎo)入包括這些的項(xiàng),能計(jì)算出更正確的消耗能量。這時(shí)的計(jì)算式,優(yōu)選根據(jù) 性別而個(gè)別準(zhǔn)備計(jì)算式。例如,作為男性用的計(jì)算式,采用"加速度值(或
者對它進(jìn)行一定的處理的值)x體重x第三系數(shù)+除脂肪量x第四系數(shù)-第五
系數(shù)",作為女性用的計(jì)算式,采用"加速度值(或者對它進(jìn)行一定的處理
的值)乂體重乂第六系數(shù)+ (除脂肪量/身高的平方)x第七系數(shù)-第八系數(shù)"。
此外,這時(shí),也能任意設(shè)定第三系數(shù)至第八系數(shù),但是優(yōu)選根據(jù)性別(生物
信息),預(yù)先設(shè)定不同的值。這樣,運(yùn)算部32計(jì)算在一定時(shí)間t3中產(chǎn)生的"步
行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"。此外,通過合計(jì)將這樣求出的各一定時(shí)
間t3的消耗能量的全部,可以作為與進(jìn)行了步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的全部時(shí)間 所對應(yīng)的"步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"而算出。另外, 一定時(shí)間t3 是用于計(jì)算消耗能量的單位時(shí)間,但是將所述的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量" 中的用于消耗能量的計(jì)算的單位時(shí)間作為一定時(shí)間t3,,將"步行運(yùn)動以外 的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"中的用于消耗能量的計(jì)算的單位時(shí)間作為一定時(shí)間 t32,可以分別設(shè)定個(gè)別的單位時(shí)間,也可以設(shè)定相同的單位時(shí)間,能適宜選 擇。
此外,優(yōu)選在將步行運(yùn)動以外的運(yùn)動劃分為身體運(yùn)動強(qiáng)度強(qiáng)的運(yùn)動和身 體運(yùn)動強(qiáng)度弱的運(yùn)動時(shí),根據(jù)身體運(yùn)動強(qiáng)度(加速度值),準(zhǔn)備2種上述的 系數(shù),根據(jù)身體運(yùn)動強(qiáng)度,準(zhǔn)備2種以上的計(jì)算式,在步行運(yùn)動以外的運(yùn)動中,強(qiáng)度強(qiáng)的運(yùn)動時(shí)使用的計(jì)算式(步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的計(jì)算式O、和強(qiáng) 度弱的運(yùn)動時(shí)使用的計(jì)算式(步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的計(jì)算式2)。由此,在一 定時(shí)間t3中測定的加速度值的平均值,在第三閾值Z以上時(shí),為身體運(yùn)動 強(qiáng)度強(qiáng)的運(yùn)動,低于第三閾值Z時(shí),為身體運(yùn)動強(qiáng)度弱的運(yùn)動,使用分別對 應(yīng)的計(jì)算式,能計(jì)算消耗能量。
下面,參照圖3,說明身體運(yùn)動檢測裝置IO的消耗能量的計(jì)算。在此, 圖3是表示身體運(yùn)動檢測裝置10的工作的流程的一個(gè)例子的流程圖。
啟動身體運(yùn)動檢測裝置10以后,在身體運(yùn)動信息的取得之前,由使用 者操縱操作部21,輸入生物信息和設(shè)定事項(xiàng),同時(shí)通過將輸入的生物信息和 設(shè)定事項(xiàng)在存儲部33的規(guī)定區(qū)域中保存,進(jìn)行初始設(shè)定(步驟S1)。另外, 保存的生物信息和設(shè)定信息能通過操縱操作部21而讀出,能在顯示部22上 顯示,使用者一邊觀察該顯示, 一邊根據(jù)需要能操縱操作部21來進(jìn)行修正。 這些輸入作業(yè)結(jié)束后,將身體運(yùn)動檢測裝置10安裝在使用者穿著衣服等規(guī) 定的地方。
開始基于身體運(yùn)動檢測裝置10的加速度傳感器31的身體運(yùn)動信息的取 得,將取得的身體運(yùn)動信息保存到存儲部33 (步驟S2)。具體而言,A/D變 換器35將由加速度傳感器31的X軸傳感器31a、 Y軸傳感器31b、 Z軸傳 感器31c取得的作為模擬數(shù)據(jù)的各輸出值分別進(jìn)行A/D變換,同時(shí)控制部 40通過計(jì)時(shí)部34同時(shí)取得從取得開始的時(shí)刻起的經(jīng)過時(shí)間(或者現(xiàn)在時(shí) 刻),將所述各輸出值的A/D變換值與從該取得幵始起的規(guī)定的經(jīng)過時(shí)間(或 者現(xiàn)在時(shí)刻)對應(yīng),在存儲部33中保存。
接著,運(yùn)算部32通過將X軸傳感器31a、 Y軸傳感器31b、 Z軸傳感器 31c的各輸出值的A/D變換值合成,通過計(jì)算,求出作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的加速度 值(加速度值的A/D變換值),同時(shí)控制部40將加速度值的A/D變換值與 所述經(jīng)過時(shí)間對應(yīng),在存儲部33中保存(步驟S3)。更具體而言,首先,關(guān)于X軸傳感器31a的輸出值、Y軸傳感器31b的
輸出值、Z軸傳感器31C的輸出值,在橫軸采用經(jīng)過時(shí)間(單位秒),在 縱軸采用加速度值的A/D變換值(單位計(jì)數(shù)),取得波形。接著,在各一
定時(shí)間t4,從X軸傳感器31a的輸出值(X^ X2、…、Xn)、 Y軸傳感器31b 的輸出值(Y,、 Y2、…、Yn)、 Z軸傳感器31c的輸出值(Z,、 Z2、…、Zn) 分別抽出n個(gè)樣品,計(jì)算它們的平均值(AX、 AY、 AZ)。另外, 一定時(shí)間 t4是用于計(jì)算該平均值的時(shí)間的間隔,此外,n的值是用于計(jì)算該平均值的 樣品數(shù),能分別適宜設(shè)定。如果該n的值設(shè)定得多,就能計(jì)算基于更多數(shù)據(jù) 的平均值,其結(jié)果,能夠進(jìn)行精度更高的消耗能量的計(jì)算,從這一點(diǎn)來看, 是優(yōu)選的。
接著,通過對各所述樣品,求出從所述平均值的絕對值,計(jì)算其合成值, 來計(jì)算"加速度值"。例如,關(guān)于作為第一樣品的X軸傳感器31a的輸出值 X,、 Y軸傳感器31b的輸出值Y,、以及Z軸傳感器31c的輸出值Zp如果
使用各平均值A(chǔ)X、 AY、 AZ,如"如! - AX)2 + (Y! - AY)2 + (Z, - AZ)2 "那樣
地進(jìn)行計(jì)算,就能計(jì)算第一樣品的加速度值。以下同樣,計(jì)算直到第n樣品 的加速度值,再重復(fù)該計(jì)算,進(jìn)行加速度值的計(jì)算,如圖2所示,橫軸為經(jīng) 過時(shí)間(單位秒),縱軸為加速度值的A/D變換值(單位計(jì)數(shù)),如果繪 圖依次計(jì)算的全部的加速度值,就能取得加速度值的波形。
在該加速度值的波形(參照圖2)中,首先依次判斷是否正在取得下限 峰值(步驟S4)和是否正在取得上限峰值(步驟S5)。不能取得下限峰值時(shí)
(步驟S4中為否),或者不能取得上限峰值時(shí)(步驟S5中為否),將步行標(biāo) 記為0,判別為正在進(jìn)行步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(步驟S20)。
與此相對,取得下限峰值(步驟S4中為是),并且正在取得上限峰值時(shí)
(步驟S5中為是)時(shí),計(jì)算取得的上限峰值和下限峰值的差(振幅)。判斷 上限峰值和下限峰值的差是否超過第一閾值X (步驟S6),在第一閾值X以下時(shí)(在步驟S6中為否),將步行標(biāo)記為0,判別為正在進(jìn)行步行運(yùn)動以外
的運(yùn)動(步驟S20)。
在加速度值的上限峰值和下限峰值的差超過第一閾值X時(shí)(步驟S6中 為是),判斷該上限峰值和下限峰值的差是否能在一定時(shí)間tl內(nèi)取得(步驟 S7)。判別為無法在一定時(shí)間tl內(nèi)取得振幅值時(shí)(步驟S7中為否),將步行 標(biāo)記為O,判別為正在進(jìn)行步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(步驟S20)。
此外,上限峰值和下限峰值的差能在一定時(shí)間tl內(nèi)取得時(shí)(步驟S7中 為是),判斷步行標(biāo)記是否為O (步驟S8)。步行標(biāo)記為O時(shí)(步驟S8中為 是),在與步行標(biāo)記對應(yīng)的緩存器(buffer)中加1 (步驟S9)。該緩存器是 為了判斷使用者的身體運(yùn)動是步行運(yùn)動而暫時(shí)存儲的身體運(yùn)動次數(shù)數(shù)據(jù),在 第一實(shí)施方式中,作為滿足步驟S6和步驟S7的條件的加速度值的波形數(shù)即 步數(shù)。
此外,在步驟S9中,從緩存器的值變?yōu)?的時(shí)刻超過一定時(shí)間t2時(shí)(步 驟S10中為否),將步行標(biāo)記為O,同時(shí)將緩存器的值復(fù)位為0,判別為正在 進(jìn)行步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(步驟S20)。另一方面,在步驟S9中,從緩存器 的值變?yōu)?的時(shí)刻為一定時(shí)間t2內(nèi)時(shí)(步驟SIO中為是),判斷緩存器的值 是否為比第二閾值Y更大的值(步驟Sll)。由此,緩存器的值在一定時(shí)間 t2 (例如10秒)中超過第二閾值Y (例如10步)時(shí),能判斷使用者正在進(jìn) 行連續(xù)的步行運(yùn)動。這樣,將一定時(shí)間t2和第二閾值Y分別設(shè)定為對于判 斷使用者正在進(jìn)行連續(xù)的步行運(yùn)動是適合的時(shí)間和步數(shù)即可。緩存器的值是 第二閾值Y以下時(shí)(步驟Sll中為否),回到步驟S2,重復(fù)同樣的處理。緩 存器的值是比第二閾值Y更大的值時(shí)(步驟S11中為是),將步行標(biāo)記改寫 為1 (步驟S12),在現(xiàn)在的步數(shù)計(jì)數(shù)上加上從緩存器的值減去1的值,改寫 步數(shù)計(jì)數(shù)(步驟S13),再在現(xiàn)在的步數(shù)計(jì)數(shù)上加1,改寫步數(shù)計(jì)數(shù)(步驟 S14)。另外,在步驟S13中,將"從緩存器的值減去1的值"與步數(shù)計(jì)數(shù)相加,是因?yàn)橛斜匾由显趧偱袛酁殚_始連續(xù)的步行運(yùn)動之前,用于進(jìn)行該判 斷而監(jiān)視的步數(shù)(緩存器的值),但是考慮到在步驟S14中再在步數(shù)計(jì)數(shù)上 加1,在步驟S13中加上"從緩存器的值減去1的值"。如上所述,步行標(biāo)
記為l,判斷為開始連續(xù)的步行運(yùn)動后,可以省略步驟S9至步驟S13,從步 驟S8向步驟S13轉(zhuǎn)移即可。這樣,考慮到緩存器的值,判斷是否為步行運(yùn) 動,是因?yàn)榧词乖谑褂谜哌M(jìn)行數(shù)步的腳步動作時(shí),有時(shí)只不過是不能說是連 續(xù)的步行運(yùn)動的斷續(xù)的身體運(yùn)動罷了,所以將由不能說是連續(xù)的步行運(yùn)動的 成為噪聲的腳步動作引起的身體運(yùn)動從步行運(yùn)動中除去??墒?,即使是這樣 的從步行運(yùn)動中除去的運(yùn)動,如后所述,也能計(jì)算出由此消耗的能量,從而 能綜合并且正確地計(jì)算包括由步行運(yùn)動以外的運(yùn)動引起的消耗能量的、使用 者正在消耗的全部能量。
接著,判斷是否正在經(jīng)過作為用于消耗能量的計(jì)算的單位時(shí)間的一定時(shí) 間t3!(步驟S15)。在此,關(guān)于一定時(shí)間t3i的起算點(diǎn),例如按如下設(shè)定-
(1) 一定時(shí)間t3,是判斷為連續(xù)的步行運(yùn)動開始的時(shí)刻(步行標(biāo)記為1 的時(shí)刻)所屬的單位時(shí)間時(shí),則將該連續(xù)的步行運(yùn)動的第一步的時(shí)刻作為起 算點(diǎn)。因此,在圖3中,(a)在步驟S8中為是,通過步驟S9至步驟S13到 達(dá)步驟S15時(shí),或者(b)在步驟S8中為否,省略步驟S9至步驟S13,到 達(dá)步驟S15時(shí),或者與所述(a)屬于相同的單位時(shí)間時(shí)等,在步驟S9中, 將成為"buf-l"的時(shí)刻作為起算點(diǎn)即可。
(2) —定時(shí)間t3,是比判斷為連續(xù)的步行運(yùn)動開始的時(shí)刻(步行標(biāo)記為 1的時(shí)刻)所屬的單位時(shí)間更晚的單位時(shí)間時(shí),則將剛才的單位時(shí)間的結(jié)束 時(shí)刻作為起算點(diǎn)。因此,在圖3中,已經(jīng)在步驟S18中計(jì)算了一次以上消耗 能量后,到達(dá)步驟S15時(shí)的單位時(shí)間,將剛才的單位時(shí)間的結(jié)束時(shí)刻作為起 算點(diǎn)即可。
如果是經(jīng)過一定時(shí)間t3,之前(步驟S15中為否),就回到步驟S2,重復(fù)同樣的處理。此外,經(jīng)過一定時(shí)間t3,時(shí)(步驟S15中為是),控制部40
和運(yùn)算部32計(jì)算由一定時(shí)間t3,期間的步行運(yùn)動引起的"加速度值的大小" (身體運(yùn)動強(qiáng)度)(步驟S16),同時(shí)決定與各值對應(yīng)的規(guī)定的系數(shù),存儲到 存儲部33。在此,加速度值的大小是作為用于消耗能量的計(jì)算的單位時(shí)間的 一定時(shí)間t3,期間的加速度值(步驟S3中的各繪圖值)的累計(jì)值。
此外,控制部40和運(yùn)算部32計(jì)算由一定時(shí)間t3,期間的步行運(yùn)動引起 的身體運(yùn)動間隔的平均值(步驟S17),同時(shí)決定與該值對應(yīng)的規(guī)定的系數(shù), 存儲到存儲部33。身體運(yùn)動間隔的平均值的計(jì)算,例如,在一定時(shí)間t3,期 間的加速度值的波形中,求出各波(各步數(shù))的上限峰值(或下限峰值)彼 此的間隔(時(shí)間)的平均值即可。
運(yùn)算部32將由使用者的體重、步數(shù)、以及身體運(yùn)動間隔或身體運(yùn)動強(qiáng) 度決定的系數(shù)應(yīng)用到計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算式中,計(jì)算一定時(shí)間 t3,期間的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"(步驟S18)。這時(shí),也可以通過將同樣 計(jì)算的各一定時(shí)間t3i的消耗能量的全部合計(jì),作為與進(jìn)行了步行運(yùn)動的全 部時(shí)間對應(yīng)的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"而計(jì)算??刂撇?0將這樣計(jì)算的 "步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"存儲到存儲部33。
判別為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)(步驟S20),步行標(biāo)記為0,判斷為步行 運(yùn)動以外的運(yùn)動開始了之后,判斷是否正在經(jīng)過作為用于消耗能量的計(jì)算的 單位時(shí)間的一定時(shí)間t32 (步驟S21)。在此,關(guān)于一定時(shí)間t32的起算點(diǎn),例 如按如下設(shè)定
(1) 一定時(shí)間t32是在緊接著步驟Sl之后的步驟S2中最初取得身體運(yùn) 動信息的時(shí)刻所屬的單位時(shí)間時(shí),則將該時(shí)刻作為起算點(diǎn)。
(2) —定時(shí)間132是從步行運(yùn)動向步行運(yùn)動以外的運(yùn)動轉(zhuǎn)移的時(shí)刻(步 行標(biāo)記從1改寫為0的時(shí)刻)所屬的單位時(shí)間時(shí),則將用于剛才的步行運(yùn)動 的消耗能量計(jì)算的單位時(shí)間(一定時(shí)間t3。的結(jié)束時(shí)刻作為起算點(diǎn)。(3) —定時(shí)間t32是比所述(1)或(2)的單位時(shí)間更晚的單位時(shí)間時(shí), 則將剛才的單位時(shí)間的結(jié)束時(shí)刻作為起算點(diǎn)。
如果是經(jīng)過一定時(shí)間132之前(步驟S21中為否),就回到步驟S2,重 復(fù)同樣的處理。此外,經(jīng)過一定時(shí)間132時(shí)(步驟S21中為是),計(jì)算一定時(shí) 間132期間的"步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"即可,但是說明一個(gè)例 子,在第一實(shí)施方式中,判別該步行運(yùn)動以外的運(yùn)動是強(qiáng)度強(qiáng)的運(yùn)動還是強(qiáng) 度弱的運(yùn)動,根據(jù)該強(qiáng)度,通過使用不同的計(jì)算式,能計(jì)算更正確的消耗能
控制部40和運(yùn)算部32計(jì)算由一定時(shí)間132期間的步行運(yùn)動以外的運(yùn)動 引起的"加速度值的大小"(身體運(yùn)動強(qiáng)度)(步驟S22)。在此,加速度值 的大小是作為用于消耗能量的計(jì)算的單位時(shí)間的一定時(shí)間t32期間的加速度 值(步驟S3中的各繪圖值)的累計(jì)值。
接著,控制部40和運(yùn)算部32在一定時(shí)間t32中的加速度值的大小(身 體運(yùn)動強(qiáng)度)比第三閾值Z更小時(shí)(在步驟S23中為是),選擇步行運(yùn)動以 外的運(yùn)動中強(qiáng)度弱的運(yùn)動時(shí)使用的計(jì)算式(步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的計(jì)算式 1),計(jì)算一定時(shí)間132期間的"步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"(步驟 S24),是第三閾值Z以上時(shí)(在步驟S23中為否),選擇步行運(yùn)動以外的運(yùn) 動中強(qiáng)度強(qiáng)的運(yùn)動時(shí)使用的計(jì)算式(步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的計(jì)算式2),計(jì)算 一定時(shí)間132期間的"步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"(步驟S25)。這 時(shí),運(yùn)算部32也可以通過將同樣計(jì)算的各一定時(shí)間t3的消耗能量的全部合 計(jì),作為與進(jìn)行了步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的全部時(shí)間對應(yīng)的"步行運(yùn)動以外的 運(yùn)動時(shí)的消耗能量"而計(jì)算??刂撇?0將這樣計(jì)算的"步行運(yùn)動以外的運(yùn) 動時(shí)的消耗能量"存儲到存儲部33。
運(yùn)算部32隨時(shí)將如上那樣計(jì)算的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"和"步行 運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"合計(jì),計(jì)算由使用者的身體運(yùn)動產(chǎn)生的總的消耗能量,控制部40在顯示部22顯示該計(jì)算結(jié)果(步驟S19)。然后,回
到步驟S2,重復(fù)同樣的處理。
下面,參照圖1、圖4和圖5,說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的身體 運(yùn)動檢測裝置。第二實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置與第一實(shí)施方式涉及 的身體運(yùn)動檢測裝置10同樣地具有操作部21、顯示部22、加速度傳感器31、 運(yùn)算部32、存儲部33、計(jì)時(shí)部34、 A/D變換器35以及控制部40,省略關(guān) 于各部的詳細(xì)的說明。第二實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置,作為步行運(yùn) 動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的判別方法,采用與第一實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動 檢測裝置10不同的判別方法。以下,說明步行運(yùn)動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動 的判別方法。
按照在存儲部33中預(yù)先存儲的程序,由控制部40進(jìn)行步行運(yùn)動和步行 運(yùn)動以外的運(yùn)動的判別。在判別中,使用預(yù)先設(shè)定、保存在存儲部33中的 第四閾值A(chǔ)和第五閾值B即可。第四閾值A(chǔ)是加速度值(身體運(yùn)動強(qiáng)度) 的閾值,關(guān)于判斷為作為步行運(yùn)動的一步(腳步),設(shè)定適當(dāng)?shù)募铀俣戎?參 照圖4)。此外,第五閾值B是在加速度值的波形中關(guān)于相鄰的波的上限峰 值之間的時(shí)間間隔(身體運(yùn)動間隔)的閾值,關(guān)于判斷為步行運(yùn)動,設(shè)定適 當(dāng)?shù)钠骄徊?腳步)的間隔。
這樣,通過預(yù)先設(shè)定2個(gè)閾值(第四閾值A(chǔ)和第五閾值B),例如設(shè)定 為大致如下所述判別身體運(yùn)動是步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
(1) 在按時(shí)間順序取得的加速度值的波形中,觀察第一波的上限峰值 是否為能判斷為步行運(yùn)動的身體運(yùn)動強(qiáng)度(是否超過第四閾值A(chǔ)),不到規(guī) 定的身體運(yùn)動強(qiáng)度時(shí),判別為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
(2) 第一波的上限峰值正在超過規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度(第四閾值A(chǔ)) 時(shí),判斷第一波之后的第二波的上限峰值是否正在超過規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度
(第四閾值A(chǔ)),不到規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度時(shí),就判別與第一波對應(yīng)的身體運(yùn)動以及與第二波對應(yīng)的身體運(yùn)動都是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
(3) 第二波的上限峰值正在超過規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度(第四閾值A(chǔ)) 時(shí),觀察第一波和第二波的各上限峰值是否顯示出能判斷為步行運(yùn)動的身體 運(yùn)動間隔(是否為第五閾值B以內(nèi)),不適合規(guī)定的身體運(yùn)動間隔時(shí),判別 為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
(4) 在第一波和第二波的上限峰值顯示出能判斷為步行運(yùn)動的身體運(yùn) 動間隔時(shí)(在圖4中,"B,^B"時(shí)),同樣觀察第三波以后(直到第N波), 連續(xù)地具有規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔時(shí),判斷為正在進(jìn)行連續(xù)的 步行運(yùn)動。這時(shí),控制部40通過一邊確認(rèn)剛判斷為步行運(yùn)動之后的波具有 規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔, 一邊關(guān)于1波,作為"l步(l腳步)", 進(jìn)行步數(shù)(身體運(yùn)動信息)的計(jì)數(shù),作為步數(shù)計(jì)數(shù)部件進(jìn)行工作,將步數(shù)和 平均1步所需的時(shí)間(身體運(yùn)動間隔)存儲到存儲部33。另一方面,無法連 續(xù)地確認(rèn)規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔時(shí),判斷為步行運(yùn)動以外的運(yùn) 動。此外,變?yōu)闊o法連續(xù)地確認(rèn)規(guī)定的身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔時(shí),判 斷為從步行運(yùn)動轉(zhuǎn)移到步行運(yùn)動以外的運(yùn)動,中斷步數(shù)計(jì)數(shù)。另外,N的值 適宜設(shè)定為適合于確認(rèn)所謂的步行運(yùn)動的繼續(xù)的動作的值即可。
關(guān)于基于運(yùn)算部32的計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量和步行運(yùn)動以外的運(yùn) 動時(shí)的消耗能量的方法,與第一實(shí)施方式同樣,所以省略詳細(xì)的說明。
下面,參照圖5,說明基于身體運(yùn)動檢測裝置IO的消耗能量的計(jì)算。在 此,圖5是表示第二實(shí)施方式涉及的身體運(yùn)動檢測裝置10的工作的流程的 一個(gè)例子的流程圖。
關(guān)于步驟S30至步驟S32的處理,與第一實(shí)施方式中的步驟Sl至步驟 S3同樣,所以省略說明。控制部40與第一實(shí)施方式同樣地計(jì)算加速度值(身 體運(yùn)動信息),如圖4所示,在橫軸采用經(jīng)過時(shí)間(單位秒),在縱軸采用 加速度值的A/D變換值(單位計(jì)數(shù)),通過繪出依次計(jì)算的總的加速度值,取得波形。在該波形中,判斷具有超過第四閾值A(chǔ)的上限峰值的第一波的有
無(步驟S33),在未檢測到該第一波期間(步驟S33中為否),判別正在進(jìn) 行步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(步驟S42)。
在能檢測具有超過第四閾值A(chǔ)的上限峰值的第一波時(shí)(步驟S33中為 是),在緊接著第一波之后,判斷具有超過第四閾值A(chǔ)的上限峰值的第二波 的有無(步驟S34),在未檢測到該第二波期間(步驟S34中為否),判別為 正在進(jìn)行步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(步驟S42)。
能檢測具有超過第四閾值A(chǔ)的上限峰值的第二波時(shí)(步驟S34中為是), 判斷第一波和第二波的各上限峰值的間隔(在圖4中為B,)是否為第五閾值 B以下(步驟S35),超過第五閾值B時(shí)(步驟S35中為否),判別為正在進(jìn) 行步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(步驟S42)。
第一波和第二波的各上限峰值的間隔為第五閾值B以下(在圖4中, B,^B)時(shí)(步驟S35中為是),同樣地在第三波以后(直到第N波),根據(jù) 第四閾值A(chǔ) (身體運(yùn)動強(qiáng)度)和第五閾值B (身體運(yùn)動間隔),判斷滿足這 些的振幅是否正在連續(xù)發(fā)生(步驟S36),無法認(rèn)出連續(xù)的波形時(shí)(步驟S36 中為否),判別為正在進(jìn)行步行運(yùn)動以外的運(yùn)動(步驟S42)。另一方面,直 到第N波,正在連續(xù)地滿足第四閾值A(chǔ) (身體運(yùn)動強(qiáng)度)和第五閾值B (身 體運(yùn)動間隔)時(shí)(步驟S36中為是),判斷為連續(xù)的步行運(yùn)動開始(步驟S37)。
控制部40通過在剛判斷為連續(xù)的步行運(yùn)動開始后的波以后也同樣地一 邊確認(rèn)滿足第四閾值A(chǔ) (身體運(yùn)動強(qiáng)度)和第五閾值B (身體運(yùn)動間隔), 一邊關(guān)于1波,作為"l步(l腳步)",進(jìn)行步數(shù)(身體運(yùn)動信息)的計(jì)數(shù), 存儲步數(shù)和平均1步所需的時(shí)間(身體運(yùn)動間隔)(步驟S38)。另外,變?yōu)?無法確認(rèn)為滿足第四閾值A(chǔ) (身體運(yùn)動強(qiáng)度)和第五閾值B (身體運(yùn)動間隔) 的連續(xù)的波時(shí),判斷為從步行運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)椴叫羞\(yùn)動以外的運(yùn)動,中斷步數(shù)計(jì) 數(shù)。如果是從判斷為連續(xù)的步行運(yùn)動開始的時(shí)刻起經(jīng)過一定時(shí)間之前(步驟
S39中為否),則回到步驟S31,重復(fù)同樣的處理。另外,在此所說的一定時(shí) 間相當(dāng)于第一實(shí)施方式中的一定時(shí)間t3 (或者一定時(shí)間t3,)。另一方面,經(jīng) 過--定時(shí)間時(shí)(步驟S39中為是),控制部40和運(yùn)算部32計(jì)算由一定時(shí)間 期間的步行運(yùn)動引起的身體運(yùn)動間隔和身體運(yùn)動強(qiáng)度的各自的平均值(步驟 S40),同時(shí)決定與各值對應(yīng)的規(guī)定的系數(shù),存儲到存儲部33。作為身體運(yùn) 動強(qiáng)度的平均值,例如在所述一定時(shí)間期間的加速度值的波形中,是各波(各 步數(shù))的上限峰值的平均值即可。另一方面,作為身體運(yùn)動間隔的平均值, 例如,在所述一定時(shí)間期間的加速度值的波形中,求出各波(各步數(shù))的上 限峰值彼此間的間隔的平均值即可。
運(yùn)算部32將由使用者的體重、步數(shù)、以及身體運(yùn)動間隔或身體運(yùn)動強(qiáng) 度決定的系數(shù)應(yīng)用到計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算式中,計(jì)算一定時(shí)間 期間的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量",控制部40將這樣計(jì)算的"步行運(yùn)動時(shí)的 消耗能量"存儲到存儲部33 (步驟S41)。
判斷為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)(步驟S42),如果從判斷為步行運(yùn)動以 外的運(yùn)動開始的時(shí)刻起,經(jīng)過一定時(shí)間之前(步驟S43中為否),就回到步 驟S31,重復(fù)同樣的處理。另外,在此所說的一定時(shí)間相當(dāng)于第一實(shí)施方式 中的一定時(shí)間t3 (或者一定時(shí)間t3,)。另一方面,經(jīng)過一定時(shí)間時(shí)(步驟S43 中為是),運(yùn)算部32將由使用者的體重、 一定時(shí)間期間的加速度值(身體運(yùn) 動強(qiáng)度)的平均值、以及使用者的生物信息決定的系數(shù)應(yīng)用到計(jì)算步行運(yùn)動 以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算式中,計(jì)算一定時(shí)間期間的"步行運(yùn)動以外 的運(yùn)動時(shí)的消耗能量",控制部40將這樣計(jì)算的"步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的 消耗能量"存儲到存儲部33 (步驟S44)。
運(yùn)算部32隨時(shí)將如上那樣計(jì)算的"步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量"和"步行 運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量"合計(jì),計(jì)算由使用者的身體運(yùn)動產(chǎn)生的總的消耗能量,控制部40在顯示部22顯示該計(jì)算結(jié)果(步驟S45)。然后,回 到步驟S31,重復(fù)同樣的處理。
另外,在顯示部22,除了顯示由使用者的身體運(yùn)動引起的消耗能量以外, 也可以顯示作為身體運(yùn)動信息的步數(shù)、前一天、大前天等過去的消耗能量或 步數(shù)。
如以上述的構(gòu)成,根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式,本發(fā)明產(chǎn)生以下
的效果
(1) 判別步行運(yùn)動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動,分別計(jì)算與這些運(yùn)動方式 對應(yīng)的消耗能量,能綜合并且正確地計(jì)算還包括由步行運(yùn)動以外的運(yùn)動引起 的消耗能量的使用者正在消耗的能量。
(2) 在步行運(yùn)動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動中,使用分別的消耗能量的計(jì) 算式,同時(shí)將身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔等的身體運(yùn)動信息反映到計(jì)算 中,所以,即使是相同的步行運(yùn)動,也能正確地計(jì)算與其激烈程度等對應(yīng)的 消耗能量。
參照上述實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明,但是本發(fā)明并不局限于上述實(shí) 施方式,可以在改良的目的或本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)進(jìn)行改良或變更。例如, 在以上的說明中,雖然將作為包括步行運(yùn)動和跑步運(yùn)動的身體運(yùn)動表示為 "步行運(yùn)動",用相同的計(jì)算式,對步行運(yùn)動和跑步運(yùn)動求出消耗能量,但 是也可以預(yù)先個(gè)別容易地準(zhǔn)備計(jì)算步行運(yùn)動的消耗能量的計(jì)算式、和計(jì)算跑 步運(yùn)動的消耗能量的計(jì)算式,根據(jù)使用者的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動間隔或身體 運(yùn)動強(qiáng)度,判別該身體運(yùn)動是步行運(yùn)動還是跑步運(yùn)動,根據(jù)各自的計(jì)算式, 求出消耗能量。
權(quán)利要求
1. 一種身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在于,該身體運(yùn)動檢測裝置包括身體運(yùn)動信息取得部件,用于取得關(guān)于使用者的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息;身體運(yùn)動判別部件,用于根據(jù)所述身體運(yùn)動信息來判別所述身體運(yùn)動是步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動;以及運(yùn)算部件,用于根據(jù)所述身體運(yùn)動信息中由所述身體運(yùn)動判別部件判別為所述步行運(yùn)動的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息來計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量,并根據(jù)判別為所述步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息來計(jì)算步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量,同時(shí)合計(jì)這些消耗能量,計(jì)算出由所述使用者的所述身體運(yùn)動引起的消耗能量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在于,所述身體 運(yùn)動信息包括各經(jīng)過時(shí)間的所述使用者的身體運(yùn)動強(qiáng)度和身體運(yùn)動間隔,所 述身體運(yùn)動判別部件根據(jù)所述身體運(yùn)動強(qiáng)度和所述身體運(yùn)動間隔,來判別是 步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在于,所述身體 運(yùn)動信息包括各所述經(jīng)過時(shí)間的身體運(yùn)動強(qiáng)度的上限峰值和下限峰值的差、 以及身體運(yùn)動間隔,所述身體運(yùn)動判別部件根據(jù)所述身體運(yùn)動強(qiáng)度和所述身 體運(yùn)動間隔,來判別是步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在 于,所述身體運(yùn)動信息包括由所述身體運(yùn)動產(chǎn)生的加速度值,所述身體運(yùn)動 判別部件具有輸出值根據(jù)所述加速度值而變化的加速度傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在于,所述身體 運(yùn)動檢測裝置具有用于取得所述使用者的生物信息的生物信息取得部件,所 述運(yùn)算部件使用將由所述生物信息取得部件取得的所述生物信息和所述身 體運(yùn)動信息作為參數(shù)的計(jì)算式,來計(jì)算由所述使用者的所述身體運(yùn)動引起的 消耗能量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在于,所述步行 運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算使用至少將作為所述生物信息的體重、以及與作為 所述身體運(yùn)動信息的所述使用者的身體運(yùn)動間隔對應(yīng)的系數(shù)和步數(shù)作為參數(shù)的計(jì)算式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在于,所述 步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量的計(jì)算使用至少將作為所述生物信息的 體重和除脂肪量、以及關(guān)于作為所述身體運(yùn)動信息的由所述身體運(yùn)動產(chǎn)生的 加速度值的數(shù)據(jù)作為參數(shù)的計(jì)算式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的身體運(yùn)動檢測裝置,其特征在于,在所述步 行運(yùn)動中包括跑步運(yùn)動,計(jì)算由所述使用者的所述身體運(yùn)動引起的消耗能
全文摘要
本發(fā)明提供一種判別步行運(yùn)動和步行運(yùn)動以外的運(yùn)動、分別計(jì)算與運(yùn)動方式對應(yīng)的消耗能量,從而能綜合并且正確地計(jì)算還包括由步行運(yùn)動以外的運(yùn)動引起的消耗能量的使用者正在消耗的能量的身體運(yùn)動檢測裝置。該身體運(yùn)動檢測裝置包括身體運(yùn)動信息取得部件,用于取得關(guān)于使用者的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息;身體運(yùn)動判別部件,用于根據(jù)身體運(yùn)動信息來判別身體運(yùn)動是步行運(yùn)動還是步行運(yùn)動以外的運(yùn)動;運(yùn)算部件,用于根據(jù)身體運(yùn)動信息中由身體運(yùn)動判別部件判別為步行運(yùn)動的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息來計(jì)算步行運(yùn)動時(shí)的消耗能量,并根據(jù)判別為步行運(yùn)動以外的運(yùn)動的身體運(yùn)動的身體運(yùn)動信息來計(jì)算步行運(yùn)動以外的運(yùn)動時(shí)的消耗能量,同時(shí)合計(jì)這些消耗能量,計(jì)算出由使用者的身體運(yùn)動引起的消耗能量。
文檔編號A61B5/11GK101444427SQ200810172349
公開日2009年6月3日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者西林賢二 申請人:株式會社百利達(dá)
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