JP2009266060A - Pedometer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pedometer of a small-scale system configuration and little power consumption, capable of accurately counting the number of steps by extracting accurate walking acceleration corresponding to a walking from the acceleration signals of 3-axis acceleration sensors of detected X, Y and Z. <P>SOLUTION: The absolute value of the vector of the output signal of the 3-axis acceleration sensor 20 by the 3-axis acceleration sensor 20 and an absolute value operation means 31 is inputted to a first low frequency filter means and a second low frequency filter means for making a frequency component lower than the first low frequency filter means pass through, and an accurate moving acceleration signal corresponding to walking is obtained from a difference between the respective output signals of the first and second low frequency filter means by a difference operation means 34. Thus, the accurate pedometer 10 is materialized in a simple system configuration. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、加速度センサを用いて歩行に対応する精確な動加速度信号を抽出することで、精度のよい計数ができる歩数計および携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器に内蔵した歩数計に関するものである。   The present invention relates to a pedometer that can accurately count by extracting an accurate dynamic acceleration signal corresponding to walking using an acceleration sensor and a pedometer built in a portable device such as a mobile phone or a PDA. .

従来より、直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸加速度センサを用いて歩数を計数する電子式歩数計が開発されている。
歩数計は主として人の体に装着されて使用される。また携帯電話などの携帯機器に内蔵されることもあるので、歩数計の装着の仕方、歩き方などにより加速度センサには歩行以外のノイズとなる加速度成分が加わるため、その出力信号は複雑である。したがってこのような複雑な加速度信号から、精度よく歩数を計数するためには、歩行に対応する精確な動加速度信号を抽出することが肝要である。
例えば、特許文献１による方法では、Ｘ、Ｙ、Ｚそれぞれの加速度信号を２０ｍｓ間隔で検出し、図２（ａ）に示されるようにａ点とｂ点の検出値からｂ−ａの差分を２５６レベルで取り、歩数検出閾値を６と設定し、ｂ−ａが６以上であるとき１歩と判断している。しかしながら、この方法では歩行以外の原因による加速度が混入するとノイズとなり間違った判断をしてしまい、精度良く歩数のカウントが困難となる恐れがあった。 2. Description of the Related Art Conventionally, electronic pedometers have been developed that count the number of steps using orthogonal X, Y, and Z axis acceleration sensors.
Pedometers are mainly used by being worn on the human body. Also, since it may be built in a mobile device such as a mobile phone, the acceleration signal that causes noise other than walking is added to the acceleration sensor depending on how the pedometer is worn and how it walks, so the output signal is complex. . Therefore, in order to accurately count the number of steps from such a complicated acceleration signal, it is important to extract an accurate dynamic acceleration signal corresponding to walking.
For example, in the method according to Patent Document 1, acceleration signals for X, Y, and Z are detected at 20 ms intervals, and the difference between b and a is detected from the detected values at points a and b as shown in FIG. At 256 levels, the step detection threshold is set to 6, and when ba is 6 or more, it is determined to be 1 step. However, in this method, if acceleration due to a cause other than walking is mixed, noise is generated and an erroneous determination is made, which may make it difficult to accurately count the number of steps.

また、特許文献１には、Ｘ、Ｙ、Ｚの加速度検出方向それぞれの加速度センサの出力信号に対して、周波数成分に応じた歩数検出しきい値を設けることにより、歩数を検出する技術が開示されている。
しかし、このシステムでは歩行の１歩を判断するためにＸ、Ｙ、Ｚの３つの加速度信号それぞれに対して、周波数成分に応じて複数の歩数検出しきい値を設けることを必要としている。このため、システムの構成が複雑になり演算量が多く、歩数計を携帯機器に内蔵する場合には小型化および省電力化に対して障害となるおそれがある。 Patent Document 1 discloses a technique for detecting the number of steps by providing a step detection threshold value corresponding to the frequency component for the output signals of the acceleration sensors in the X, Y, and Z acceleration detection directions. Has been.
However, in this system, in order to determine one step of walking, it is necessary to provide a plurality of step count detection thresholds for each of the three acceleration signals X, Y, and Z according to the frequency component. For this reason, the configuration of the system is complicated and the amount of calculation is large. When the pedometer is built in a portable device, there is a possibility that it becomes an obstacle to miniaturization and power saving.

特開２００１−１４３０４８号公報JP 2001-143048 A

本発明は検出したＸ、Ｙ、Ｚの３軸加速度センサの加速度信号から歩行に対応する精確な振動する動加速度を抽出することで、シンプルな構成で精度よく歩数を計数できる、小規模システム、かつ低消費電力の歩数計を実現するものである。   The present invention is a small-scale system that can accurately count the number of steps with a simple configuration by extracting precise vibrational accelerations corresponding to walking from the detected acceleration signals of the X, Y, and Z-axis acceleration sensors. In addition, a pedometer with low power consumption is realized.

前述の課題を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、３軸加速度センサと、絶対値演算手段による３軸加速度センサの出力信号のベクトルの絶対値を第１の低周波フィルタ手段および該第１の低周波フィルタ手段よりも低い周波数成分を通過させる第２の低周波フィルタ手段に入力し、差動演算手段による前記第１および第２の低周波フィルタ手段のそれぞれの出力信号の差から、歩行に対応する精確な動加速度信号を求めることを特徴とする歩数計である。このように構成することにより、人の歩行の形態に伴って発生したり、人と歩数計との相対運動等に伴って発生する高周波ノイズや歩数計が姿勢変化することによって感受する重力成分等による低周波ノイズを大幅に低減し、歩行に対応する精確な動加速度信号を求めることができるので精度の高い歩数計を実現できる。また、本発明の歩数計は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸加速度センサからの３つの出力信号を絶対値に変換して一つの信号とすることにより、演算量を小規模にすることで、低消費電力の歩数計を実現するものである。   In order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, the absolute value of the vector of the output signal of the three-axis acceleration sensor and the three-axis acceleration sensor by the absolute value calculation means is set to the first low frequency. Input to the filter means and the second low frequency filter means for passing a lower frequency component than the first low frequency filter means, and the respective outputs of the first and second low frequency filter means by the differential operation means The pedometer is characterized in that an accurate dynamic acceleration signal corresponding to walking is obtained from a difference in signals. By configuring in this way, gravity components that occur with the form of walking of people, high-frequency noise that occurs with relative movement of people and pedometers, and gravity components that are perceived when the pedometer changes posture, etc. The low-frequency noise due to can be greatly reduced, and an accurate dynamic acceleration signal corresponding to walking can be obtained, so that a highly accurate pedometer can be realized. In addition, the pedometer of the present invention converts the three output signals from the X, Y, and Z triaxial acceleration sensors into absolute values, thereby reducing the calculation amount to a small scale. A pedometer with low power consumption is realized.

また、請求項２記載の発明は、前記第１の低周波フィルタ手段の後ろに前記第２の低周波フィルタ手段を直列に接続するともに、前記第１の低周波フィルタ手段の出力信号と前記第２の低周波フィルタ手段の出力信号の差から、歩行に対応する精確な動加速度信号を求めることを特徴とする歩数計である。   According to a second aspect of the present invention, the second low frequency filter means is connected in series behind the first low frequency filter means, and the output signal of the first low frequency filter means and the first low frequency filter means are connected. It is a pedometer characterized in that an accurate dynamic acceleration signal corresponding to walking is obtained from a difference between output signals of two low frequency filter means.

また、請求項３記載の発明は、請求項１および請求項２の歩数計において、前記第１の低周波フィルタ手段および前記第２の低周波フィルタ手段はそれぞれＩＩＲ低周波フィルタであることを特徴とする歩数計である。
なお、ＩＩＲ低周波フィルタとはＩｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ型の低周波通過デジタルフィルタである。 According to a third aspect of the present invention, in the pedometer of the first and second aspects, each of the first low frequency filter means and the second low frequency filter means is an IIR low frequency filter. It is a pedometer.
The IIR low-frequency filter is an Infinite Impulse Response type low-frequency pass digital filter.

また、請求項４記載の発明は、請求項３における歩数計において、連続した所定回数の歩数を歩いたときに、任意の連続した２歩の歩行に要した時間が所定の時間以内であり、かつ任意の１歩に要した時間の最大値と最小値の差が所定の時間以内であるときに歩行状態であることを判定する、歩行状態判定手段を備えることを特徴とする歩数計である。この歩行状態判定装置により歩行の状態でないときに、それを判断して、その状態でかかる加速度を検知したときに誤カウントしてしまうことを防止することができる。そのため、更に精度の高い歩数計を実現できる。   The invention according to claim 4 is the pedometer according to claim 3, wherein, when walking a predetermined number of consecutive steps, the time required for any two consecutive steps of walking is within a predetermined time, A pedometer comprising a walking state determination unit that determines that the walking state is in a state where a difference between a maximum value and a minimum value of a time required for an arbitrary step is within a predetermined time. . When the walking state determination device is not in a walking state, it can be determined and erroneous counting can be prevented when such acceleration is detected in that state. Therefore, a pedometer with higher accuracy can be realized.

また、請求項５記載の発明は、請求項４の歩数計において、前記動加速度信号の大きさがしきい値を超える回数が所定の回数に達するまでに、該動加速度信号のゼロ点を超える回数の合計値が所定の数以上であるときに歩行以外の加速度振動であると判定する、非歩行振動検出装置を備えることを特徴とする歩数計である。非歩行振動検出装置を備えることにより、歩行による加速度か歩行以外の原因による加速度、特に、キー操作による振動加速度を歩数として誤カウントしてしまうことを防止することができるので、携帯電話あるいは，ＰＤＡのような情報入力のためのキースイッチを持つ携帯機器に精確な歩数計を内蔵することを可能にする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the pedometer of the fourth aspect, the number of times the dynamic acceleration signal exceeds the zero point before the number of times that the magnitude of the dynamic acceleration signal exceeds a threshold value reaches a predetermined number. A pedometer comprising a non-walking vibration detection device that determines acceleration vibration other than walking when the total value is equal to or greater than a predetermined number. By providing a non-walking vibration detection device, it is possible to prevent erroneously counting acceleration due to walking or acceleration other than walking, particularly vibration acceleration due to key operations, as a step count. It is possible to incorporate an accurate pedometer into a portable device having a key switch for inputting information.

したがって、本発明によれば３軸加速度センサの出力信号から、歩行に対応する精確な歩行加速度をもとめることができる。更に、シンプルな構成で精度よく歩数を計数でき、小規模システム、かつ低消費電力の歩数計を実現できる。   Therefore, according to the present invention, an accurate walking acceleration corresponding to walking can be obtained from the output signal of the three-axis acceleration sensor. Furthermore, the number of steps can be accurately counted with a simple configuration, and a small-scale system and low power consumption pedometer can be realized.

本発明の実施の形態について図１〜図６を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における歩数計１０の構成を示すブロック図である。この歩数計１０は、３軸加速度センサ２０、歩行加速度演算部３０、計数部４０および表示部５０から構成される。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a pedometer 10 according to the first embodiment of the present invention. The pedometer 10 includes a triaxial acceleration sensor 20, a walking acceleration calculation unit 30, a counting unit 40, and a display unit 50.

３軸加速度センサ２０はＸ，Ｙ，Ｚの互いに直交する軸方向の３つの加速度信号Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを出力するものであり、それぞれの出力信号はマイクロコンピュータのソフトウエアで構成する歩行加速度演算部３０の絶対値演算手段３１に接続される。 The triaxial acceleration sensor 20 outputs three acceleration signals Ax, Ay, and Az in X, Y, and Z directions orthogonal to each other, and each output signal is a walking acceleration calculation constituted by microcomputer software. The absolute value calculation means 31 of the unit 30 is connected.

絶対値演算手段３１は√（Ａｘ2＋Ａｙ2＋Ａｚ2）という３軸の加速度ベクトルの絶対値信号ｐを算出するものであり、第１の低周波フィルタ手段である第１のＩＩＲ低周波フィルタ３２と、第２の低周波フィルタ手段である第２のＩＩＲ低周波フィルタ３３に出力する。この加速度の絶対値信号ｐは、たとえば図２（ａ）に示すように歩行による振動加速度信号とノイズとなる高周波の加速度信号および加速度センサのオフセットあるいは極低周波の信号を含み、そして常に正極性の信号である。
この絶対値信号ｐは加速度センサがどのような姿勢であっても、常にひとの歩行によって生じる振動による動加速度情報を含んでいる。
また、この加速度の絶対値信号ｐは、Ｘ，Ｙ，Ｚの前記３つの加速度信号が１つにまとめられたものであるから、これ以降の演算規模を１／３に縮小する効果があるのでコンピュータの消費電力を低くすることができる。 The absolute value calculating means 31 calculates an absolute value signal p of a triaxial acceleration vector of √ (Ax 2 + Ay 2 + Az 2 ), and a first IIR low frequency filter 32 which is a first low frequency filter means. To the second IIR low frequency filter 33 which is the second low frequency filter means. The absolute value signal p of acceleration includes, for example, as shown in FIG. 2A, a vibration acceleration signal due to walking, a high-frequency acceleration signal that becomes noise, and an offset or extremely low-frequency signal of the acceleration sensor, and is always positive. Signal.
This absolute value signal p always includes dynamic acceleration information caused by vibration caused by a person walking regardless of the posture of the acceleration sensor.
Further, since the absolute value signal p of acceleration is a combination of the three acceleration signals of X, Y, and Z, it has the effect of reducing the subsequent computation scale to 1/3. The power consumption of the computer can be reduced.

前記第１のＩＩＲ低周波フィルタ３２は第１の所定のカットオフ周波数を持つ低周波通過型のフィルタであり、前記加速度の絶対値信号ｐに含まれる歩行の計測に対してノイズとなる高周波成分を減衰させ、図２（ｂ）に示すような歩行による振動による動加速度信号ｓ１を出力する。   The first IIR low-frequency filter 32 is a low-frequency pass filter having a first predetermined cut-off frequency, and a high-frequency component that becomes noise with respect to walking measurement included in the absolute value signal p of acceleration. And a dynamic acceleration signal s1 due to vibration caused by walking as shown in FIG. 2B is output.

前記第２のＩＩＲ低周波フィルタ３３は前記第１の所定のカットオフ周波数よりも低い周波数の第２の所定のカットオフ周波数を持つ低周波通過型のフィルタであり、前記加速度の絶対値信号ｐを入力して図２（ｃ）に示す出力信号ｓ２を出力する。
第２のＩＩＲ低周波フィルタは、第２の所定のカットオフ周波数よりも低い周波数の信号を通過させるものであり、その出力信号は歩行時の極低周波の揺れによる加速度成分や、経年的に変化する加速度センサのゼロ点オフセット成分など、歩行の計測に対して主としてノイズとなる成分である。すなわち、この出力信号ｓ２においては歩行による振動による動加速度信号や前記高周波成分は減衰させられている。 The second IIR low-frequency filter 33 is a low-frequency pass filter having a second predetermined cutoff frequency that is lower than the first predetermined cutoff frequency, and the absolute value signal p of the acceleration. To output an output signal s2 shown in FIG.
The second IIR low frequency filter passes a signal having a frequency lower than the second predetermined cut-off frequency, and its output signal is an acceleration component caused by extremely low frequency fluctuations during walking, It is a component that mainly becomes noise for walking measurement, such as a zero point offset component of a changing acceleration sensor. That is, in this output signal s2, the dynamic acceleration signal due to vibration caused by walking and the high frequency component are attenuated.

差動演算手段３４は、前記第１および第２のＩＩＲ低周波フィルタの出力信号ｓ１とｓ２との差を演算するものである。これによってｓ１に含まれている、歩行時の極低周波の揺れによる加速度成分や、経年的に変化する加速度センサのゼロ点オフセットなどのノイズ成分が差し引かれるので、差動演算手段３４の出力信号は図２（ｄ）に示すようにゼロ点を挟んで正負に変化する波形になり、歩行に対応する精確な動加速度信号ｑを得ることができる。
なお、これまでに示した図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における横軸の数値は時間で単位は秒、縦軸は演算上の相対的な数値である。 The differential calculation means 34 calculates the difference between the output signals s1 and s2 of the first and second IIR low frequency filters. As a result, an acceleration component included in s1 due to extremely low frequency fluctuations during walking and a noise component such as a zero point offset of the acceleration sensor that changes over time are subtracted. As shown in FIG. 2D, the waveform changes positively and negatively across the zero point, and an accurate dynamic acceleration signal q corresponding to walking can be obtained.
The numerical values on the horizontal axis in FIGS. 2A, 2B, 2C, and 2D shown so far are time, the unit is seconds, and the vertical axis is a relative numerical value in calculation.

計数部４０はマイクロコンピュータのソフトウエアで構成するものであり、前記差動演算手段３４で算出した動加速度信号ｑとあらかじめ設定した、しきい値との信号の大きさを比較するステップ検出器４１と歩数を積算する計数器４２とからなる。このステップ検出器４１は、図３のタイムチャートに示すごとく、たとえば動加速度信号ｑの大きさが第１のしきい値である４０ｍｇよりも大となるときに立ち上がり、さらに第２のしきい値−２０ｍｇよりも小となったときにたち下がるステップ信号ｒを発報する。このステップ信号ｒのひとつを一歩とし、図３に表したｒ１、ｒ２・・・ｒ６は、合計６歩のステップを表現している。このステップ信号ｒを受けて計数器４２が数値を“１”ずつ増加するように計数する。ここでｍｇとは重力加速度の１／１０００のことである。   The counting section 40 is constituted by microcomputer software, and a step detector 41 for comparing the magnitude of a signal between the dynamic acceleration signal q calculated by the differential calculation means 34 and a preset threshold value. And a counter 42 for integrating the number of steps. As shown in the time chart of FIG. 3, for example, the step detector 41 rises when the magnitude of the dynamic acceleration signal q is larger than the first threshold value of 40 mg, and further the second threshold value. Step signal r that falls when it becomes smaller than −20 mg is issued. One step signal r is one step, and r1, r2,... R6 shown in FIG. 3 represent a total of six steps. In response to this step signal r, the counter 42 counts the numerical value so as to increase by "1". Here, mg means 1/1000 of gravitational acceleration.

そして、表示部は前記計数部４０で計数したカウント値を、たとえば液晶画面で数値あるいは図柄で表示するものである。   The display unit displays the count value counted by the counting unit 40, for example, as a numerical value or a design on a liquid crystal screen.

次に、本発明の第２の実施形態を図４で説明する。本実施形態は図１で説明した第１の実施形態における歩行加速度演算部３０の構成のみが異なるので、歩行加速度演算部３０を図示してその構成と作用を説明する。
すなわち、第２の実施形態は、前記第１のＩＩＲ低周波フィルタの後ろに前記第２のＩＩＲ低周波フィルタ３３を直列に直接するものである。
すなわち、前記第１のＩＩＲ低周波フィルタの出力信号ｓ１を第２のＩＩＲ低周波フィルタに入力することで、前記加速度の絶対値信号ｐに含まれている歩行の計測に対してノイズとなる高周波成分を十分に減衰させるとともに、歩行時の低周波の揺れによる加速度成分や、経年的に発生する加速度センサのゼロ点オフセット成分をｓ２として精度よく出力することができる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since this embodiment is different only in the configuration of the walking acceleration calculation unit 30 in the first embodiment described with reference to FIG. 1, the configuration and operation of the walking acceleration calculation unit 30 will be described.
That is, in the second embodiment, the second IIR low frequency filter 33 is directly connected in series behind the first IIR low frequency filter.
That is, by inputting the output signal s1 of the first IIR low-frequency filter to the second IIR low-frequency filter, a high frequency that becomes noise with respect to the walking measurement included in the absolute value signal p of the acceleration. While sufficiently attenuating the component, it is possible to accurately output an acceleration component due to low-frequency shaking during walking and a zero point offset component of the acceleration sensor that occurs over time as s2.

したがって、差動演算手段３４は、第１実施形態と同様に歩行に対応する精確な動加速度信号ｑを出力するものである。   Therefore, the differential operation means 34 outputs an accurate dynamic acceleration signal q corresponding to walking as in the first embodiment.

次に、本発明の第３の実施形態を図５で説明する。本実施形態は前記第１および第２の実施形態における計数部４０の構成のみが異なるので、計数部４０のみを図示してその構成と作用を説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since this embodiment is different only in the configuration of the counting unit 40 in the first and second embodiments, only the counting unit 40 is illustrated and its configuration and operation will be described.

すなわち、第３の実施形態は図５に示すごとく、前記計数部４０において前記ステップ検出器４１と前記計数器４２との間に歩行状態判定手段４００を追加するものである。この歩行状態判定手段４００は歩行以外に加えられた加速度により歩数を誤カウントしてしまうことを防止するためのものであり、第１ステップ時間チェッカ４０１と第２ステップ時間チェッカ４０２とカウント制御装置４０３とからなる。   That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 5, a walking state determination means 400 is added between the step detector 41 and the counter 42 in the counter 40. The walking state determination means 400 is for preventing the number of steps from being erroneously counted due to acceleration applied other than walking, and includes a first step time checker 401, a second step time checker 402, and a count control device 403. It consists of.

第１ステップ時間チェッカ４０１は前記ステップ検出器４１からステップ信号ｒを入力し、図３のｒ１からｒ６の連続する６ステップ、すなわち連続する６歩の中で、一歩に要した５つの時間ｔ１からｔ５の最大値と最小値の差が所定の時間、ここでは０．５秒以下であれば、たとえばロジックレベルの“１”を次段のカウント制御装置４０３に発報する。また、０．５秒以上であれば“０”を発報する。
また、第２ステップ時間チェッカ４０２はステップ検出器４１からステップ信号ｒを入力し、前記６歩において、連続する２歩を歩行するのに要した４つの時間Ｔ１からＴ４が所定の時間内、ここでは０．６秒から２秒の間に３個以上あれば、ロジックレベルの“１”を次段のカウント制御装置４０３に発報する。また、２個以下のときは“０”を発報する。 The first step time checker 401 receives the step signal r from the step detector 41, and from the six time steps r1 to r6 in FIG. 3, that is, from the five times t1 required for one step among the six consecutive steps. If the difference between the maximum value and the minimum value of t5 is a predetermined time, here 0.5 seconds or less, for example, “1” of the logic level is issued to the count control device 403 in the next stage. If it is 0.5 seconds or longer, “0” is issued.
The second step time checker 402 receives a step signal r from the step detector 41, and the four times T1 to T4 required to walk two consecutive steps in the six steps are within a predetermined time. Then, if there are three or more between 0.6 seconds and 2 seconds, the logic level “1” is reported to the count control device 403 in the next stage. When the number is two or less, “0” is issued.

カウント制御装置４０３は、前記ステップ信号ｒを計数器４２へ伝達するためのスイッチの機能を持ち、前記第１ステップ時間チェッカ４０１と第２ステップ時間チェッカ４０２から共に“１”の発報を受けたときのみ、歩行中であると判断して、ステップ信号ｒを計数器４２へ伝達する。計数器４２はステップ信号ｒが伝達されるたびに１ずつ積算する。また、前記カウント制御装置４０３が歩行状態であると判断したときは、すでに６歩を歩行しているので、６カウントを計数器に加算させる。
また、前記第１ステップ時間チェッカ４０１あるいは第２ステップ時間チェッカ４０２のいずれか、あるいはその両方が“０”を発報したときは、カウント制御装置４０３は、前記ステップ信号ｒを遮断して計数器４２への伝達をやめる。 The count control device 403 has a function of a switch for transmitting the step signal r to the counter 42, and both the first step time checker 401 and the second step time checker 402 receive “1” notifications. Only when it is determined that the user is walking, the step signal r is transmitted to the counter 42. The counter 42 accumulates one by one every time the step signal r is transmitted. Further, when the count control device 403 determines that it is in a walking state, it has already walked 6 steps, so 6 counts are added to the counter.
When either or both of the first step time checker 401 and the second step time checker 402 issue “0”, the count control device 403 cuts off the step signal r and counts the counter. Stop transmission to 42.

その後、第１ステップ時間チェッカ４０１と第２ステップ時間チェッカが共に“１”を発報するとカウント制御装置が歩行状態であると判断し、上記のごとくステップ信号ｒを再び計数器４２へ伝達し、同時に６カウントを加算させる。
この歩行状態判定手段４００は上記の第１ステップ時間チェッカや第２ステップ時間チェッカ以外の図示しない歩行状態に関する情報を検出する手段からの情報にも対応して、ステップ信号ｒの加算を止めたり、再開したりすることができる。そのため、外部入力端子ｕ１、ｕ２、、、ｕｎを備えている。
ここでｎは任意の整数である。
これによって歩行による加速度以外の加速度信号が加えられたときに、誤カウントすることがない精度の高い歩数計を実現することができる。 Thereafter, when both the first step time checker 401 and the second step time checker issue “1”, it is determined that the count control device is in the walking state, and the step signal r is transmitted to the counter 42 again as described above. At the same time, 6 counts are added.
The walking state determination unit 400 stops adding the step signal r in response to information from a unit that detects information on the walking state (not shown) other than the first step time checker and the second step time checker, Or resume. Therefore, external input terminals u1, u2,.
Here, n is an arbitrary integer.
As a result, it is possible to realize a highly accurate pedometer that is not erroneously counted when an acceleration signal other than the acceleration due to walking is applied.

次に、本発明の第４の実施形態を前出の図５で説明する。本実施形態は、携帯電話あるいは，ＰＤＡのような情報入力のためのキースイッチを持つ携帯機器に歩数計を内蔵した場合に，キー操作による振動加速度を歩数として誤カウントしてしまうことを避けるため、非歩行振動検出装置を備えるものである。
非歩行振動検出装置６０は前記動加速度信号ｑを入力し、また出力信号は前記カウント制御装置４０３の外部入力端子のひとつｕ１に接続される。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, when a pedometer is built in a mobile phone or a portable device having a key switch for inputting information, such as a PDA, to avoid erroneously counting vibration acceleration due to key operation as the number of steps. A non-walking vibration detection device is provided.
The non-walking vibration detector 60 receives the dynamic acceleration signal q, and the output signal is connected to one of the external input terminals u1 of the count controller 403.

この非歩行振動検出装置６０は動加速度信号ｑが所定のしきい値、ここでは４０ｍｇを超える数が６に達するまでに動加速度信号ｑのゼロ点を超える回数の合計が所定の数、ここでは１５以上になったときに、歩行以外の原因による加速度信号が入力されていると判断するものである。図６の代表的な実験例において動加速度信号ｑがしきい値４０ｍｇを超えたときの波形を６個の矢印で示している。また、図６は矢印が６個に達するまでに、この動加速度ｑがゼロ点を超える回数の合計が３４であることを表している。   The non-walking vibration detection device 60 has a predetermined number of total acceleration times where the dynamic acceleration signal q exceeds the zero point until the dynamic acceleration signal q reaches a predetermined threshold, that is, the number exceeding 40 mg reaches 6. When it becomes 15 or more, it is determined that an acceleration signal due to a cause other than walking is input. In the typical experimental example of FIG. 6, the waveform when the dynamic acceleration signal q exceeds the threshold of 40 mg is indicated by six arrows. FIG. 6 shows that the total number of times that the dynamic acceleration q exceeds the zero point is 34 before the number of arrows reaches six.

したがって、この場合には携帯機器のキー操作などによる歩行以外の原因による加速度信号であると判断し、非歩行振動検出装置６０はロジックレベルの“１”を発報するとともに、外部入力端子ｕ１を通して前記カウント制御装置４０３に伝達する。
カウント制御装置４０３は、前記ステップ信号ｒが計数器４２へ伝達されるのを遮断し誤って歩数が加算されることを防止する。
また前記非歩行振動検出装置６０は上記の「動加速度信号ｑがしきい値４０ｍｇを超える数が６に達するまでに動加速度信号ｑのゼロ点を超える回数の合計が１５以上になったとき」という条件を満たさないときには、ロジックレベルの“０“を発報する。カウント制御装置４０３はこの信号を受けて再びステップ信号ｒを計数器４２に伝達し、歩数のカウントを再開する。 Therefore, in this case, it is determined that the acceleration signal is caused by a cause other than walking due to a key operation of the portable device, and the non-walking vibration detection device 60 issues a logic level “1” and also passes through the external input terminal u1. This is transmitted to the count control device 403.
The count control device 403 prevents the step signal r from being transmitted to the counter 42 and prevents the number of steps from being erroneously added.
Further, the non-walking vibration detecting device 60 described above is “when the total number of times that the dynamic acceleration signal q exceeds the zero point before the number that the dynamic acceleration signal q exceeds the threshold 40 mg reaches 6 or more” is 15. When the above condition is not satisfied, a logic level “0” is issued. Upon receiving this signal, the count control device 403 transmits the step signal r to the counter 42 again, and restarts counting the number of steps.

歩数カウントの再開に当たっては、前記の歩行状態判定手段４００の、第１ステップ時間チェッカ４０１と第２ステップ時間チェッカ４０２の発報する“１”を受けて確実に歩行していることをカウント制御装置が４０３が確認してから行われる。したがって、誤カウントを避けたきわめて精度の高い歩数計を実現する。   When resuming the step count, the count control device confirms that the walking state determination unit 400 is reliably walking in response to "1" issued by the first step time checker 401 and the second step time checker 402. Is performed after 403 is confirmed. Therefore, an extremely accurate pedometer that avoids erroneous counting is realized.

本発明は、加速度センサを用いて歩行に対応する精確な動加速度信号を抽出することで、精度のよい計数ができる歩数計および携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器に内蔵した歩数計に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a pedometer that can accurately count by extracting an accurate dynamic acceleration signal corresponding to walking using an acceleration sensor and a pedometer built in a portable device such as a mobile phone or a PDA. is there.

本発明の歩数計のブロック図である。It is a block diagram of the pedometer of the present invention. 加速度の波形の絶対値、低周波フィルタの出力ならびに差動演算の出力信号を示す図である。It is a figure which shows the absolute value of the waveform of an acceleration, the output of a low frequency filter, and the output signal of a differential calculation. ステップ検出器の動作概念を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement concept of a step detector. 歩行加速度演算部の部分ブロック図である。It is a partial block diagram of a walking acceleration calculation part. 計数部の部分ブロック図である。It is a partial block diagram of a counting part. 第４の実施形態の非歩行加速度信号である動加速度信号ｑを示す図である。It is a figure which shows the dynamic acceleration signal q which is a non-walking acceleration signal of 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 歩数計
２０ ３軸加速度センサ
３０ 歩行加速度演算部
３１ 絶対値演算手段
３２ 第１のＩＩＲ低周波フィルタ
３３ 第２のＩＩＲ低周波フィルタ
３４ 差動演算手段
４０ 計数部
４１ ステップ検出器
４２ 計数器
４３ 時間比較器
４００ 歩行状態判定手段
４０１ 第１ステップ時間チェッカ
４０２ 第２ステップ時間チェッカ
４０３ カウント制御装置
５０ 表示部
６０ 非歩行振動検出装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pedometer 20 3-axis acceleration sensor 30 Walking acceleration calculating part 31 Absolute value calculating means 32 1st IIR low frequency filter 33 2nd IIR low frequency filter 34 Differential calculating means 40 Counting part 41 Step detector 42 Counter 43 Time comparator 400 Walking state determination means 401 First step time checker 402 Second step time checker 403 Count control device 50 Display unit 60 Non-walking vibration detection device

Claims (5)

３軸加速度センサと、絶対値演算手段による３軸加速度センサの出力信号の絶対値を第１の低周波フィルタ手段および第１の低周波フィルタ手段よりも低い周波数成分を通過させる第２の低周波フィルタ手段に入力し、差動演算手段による前記第１および第２の低周波フィルタ手段のそれぞれの出力信号の差から、歩行に対応して振動する動加速度信号を求め、該動加速度信号をカウントする計数部を有することを特徴とする歩数計。   The second low frequency that allows the absolute value of the output signal of the triaxial acceleration sensor by the triaxial acceleration sensor and the absolute value calculating means to pass through the lower frequency component than the first low frequency filter means and the first low frequency filter means. A dynamic acceleration signal that vibrates in response to walking is obtained from the difference between the output signals of the first and second low-frequency filter means by the differential operation means, and the dynamic acceleration signal is counted. A pedometer characterized by having a counting unit. 請求項１の歩数計において、前記第１の低周波フィルタ手段の後ろに前記第２の低周波フィルタ手段を直列に接続するともに、前記第１の低周波フィルタ手段の出力信号と前記第２の低周波フィルタ手段の出力信号の差から、歩行に対応する動加速度信号を求めることを特徴とする歩数計。   2. The pedometer according to claim 1, wherein said second low frequency filter means is connected in series behind said first low frequency filter means, and an output signal of said first low frequency filter means and said second low frequency filter means A pedometer characterized in that a dynamic acceleration signal corresponding to walking is obtained from a difference between output signals of low-frequency filter means. 請求項１および請求項２の歩数計において、前記第１の低周波フィルタ手段および前記第２の低周波フィルタ手段はそれぞれＩＩＲ低周波フィルタであることを特徴とする歩数計。   3. A pedometer according to claim 1, wherein said first low frequency filter means and said second low frequency filter means are IIR low frequency filters, respectively. 請求項３における計数部において、連続した所定回数の歩数を歩いたときに、任意の連続した２歩の歩行に要した時間が所定の時間以内であり、かつ任意の１歩に要した時間の最大値と最小値の差が所定の時間以内であるときに歩行状態であると判定する、歩行状態判定手段を備えることを特徴とする歩数計。   4. The counting unit according to claim 3, wherein when a predetermined number of consecutive steps are walked, the time required for any two consecutive steps is within a predetermined time and the time required for any one step is A pedometer comprising walking state determining means for determining that the vehicle is in a walking state when a difference between a maximum value and a minimum value is within a predetermined time. 請求項４の歩数計において、前記動加速度信号の大きさがしきい値を超える回数が所定の回数に達するまでに、該動加速度信号のゼロ点を超える回数が所定の数以上であるときに歩行以外の加速度振動であると判定する非歩行振動検出装置を備えることを特徴とする歩数計。   5. The pedometer according to claim 4, wherein when the number of times that the magnitude of the dynamic acceleration signal exceeds a threshold reaches a predetermined number of times, the number of times that the dynamic acceleration signal exceeds the zero point is equal to or more than the predetermined number. A pedometer comprising a non-walking vibration detection device that determines that the acceleration vibration is the same.
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