JP4243684B2 - 歩行動作検出処理装置および歩行動作検出処理方法 - Google Patents
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Description
(1)平坦な面の上での歩行動作、
(2)階段の昇りと降りの歩行動作、
(3)エレベータでの昇降における歩行動作(移動動作)、
によって移動する人の移動量である。
12 3軸の加速度センサ、
13 重力加速度検出部、
14 重力加速度除去部、
15 残差加速度成分の蓄積データベース、
16 主成分解析部。
Claims (12)
- 人に携帯され歩行動作の鉛直方向、進行方向および横方向についての3軸の角速度ベクトルを検出する角速度センサと、
人に携帯され歩行動作の鉛直方向、進行方向および横方向についての3軸の加速度ベクトルを検出する加速度センサと、
前記角速度センサから得られる角速度ベクトルと前記加速度センサから得られる加速度ベクトルにより重力加速度ベクトルを検出する重力加速度検出処理部と、
前記重力加速度検出処理部により得られた重力加速度ベクトルを入力し、加速度センサから得られた加速度ベクトルから前記重力加速度ベクトルを差し引いたものを入力して、鉛直方向の加速度成分を除去してその残差加速度成分を抽出して蓄積する加速度データ処理部と、
前記加速度データ処理部により蓄積された残差加速度成分の主成分分析を行って、進行方向加速度成分の主成分方向ベクトルを算出する主成分解析部と、
前記主成分方向ベクトルに基づいて、鉛直方向加速度成分が山ピークから谷ピークに変化するピークペアを検出した場合であって、かつ進行方向加速度成分が谷ピークから山ピークに変化するピークペアを検出した場合に、進行方向加速度成分の勾配を計算し、鉛直方向加速度成分が山ピークから谷ピークに変化する当該谷ピークの検出時刻における前記勾配が所定値以上である場合を歩行動作検出として判定する歩行動作検出処理部と
を備えることを特徴とする歩行動作検出処理装置。 - 請求項1に記載の歩行動作検出処理装置において、更に、
前記歩行動作検出処理部により、歩行動作が検出されているときに、角速度成分の角速度の周期が歩行動作の周期の約2倍になっているとき、階段を昇っている状態であると判定する追加処理部
を備えることを特徴とする歩行動作検出処理装置。 - 請求項1に記載の歩行動作検出処理装置において、更に、
前記歩行動作検出処理部により、歩行動作が検出されているときに、鉛直方向の加速度成分のピーク差分値が進行方向の加速度成分のピーク差分値と比べて、一定のしきい値を越えて大きいとき、階段を降りている状態であると判定する追加処理部
を備えることを特徴とする歩行動作検出処理装置。 - 請求項1に記載の歩行動作検出処理装置において、更に、
前記歩行動作検出処理部により、歩行動作が検出されているときに、鉛直方向の加速度成分のピーク差分値から直線の近似式により歩行速度を推定する追加処理部
を備えることを特徴とする歩行動作検出処理装置。 - 請求項1に記載の歩行動作検出処理装置において、更に、
前記歩行動作検出処理部により、歩行動作が検出されているときに、進行方向の加速度成分のピーク差分値から直線の近似式により歩行速度を推定する追加処理部
を備えることを特徴とする歩行動作検出処理装置。 - 請求項1に記載の歩行動作検出処理装置において、更に、
前記歩行動作検出処理部により、歩行動作が検出されているときに、鉛直方向の加速度成分に対して、カットオフ周波数の低い多次ローパスフィルタを適用したとき、ある一定の大きさを持つ谷ピークと山ピークのペアが見つかるとき、エレベータで昇降している状態であると判定する追加処理部
を備えることを特徴とする歩行動作検出処理装置。 - 人に携帯され歩行動作の鉛直方向、進行方向および横方向についての3軸の角速度ベクトルを検出する角速度センサと、
人に携帯され歩行動作の鉛直方向、進行方向および横方向についての3軸の加速度ベクトルを検出する加速度センサと、
前記角速度センサおよび前記加速度センサから得られるセンサ出力に基づいてデータ処理を行うデータ処理装置と
を用いて、歩行動作検出処理を行う歩行動作検出処理方法であって、
前記角速度センサから得られる角速度ベクトルと前記加速度センサから得られる加速度ベクトルにより重力加速度ベクトルを検出する第1のステップと、
第1のステップで得られた重力加速度ベクトルを入力し、加速度センサから得られた加速度ベクトルから前記重力加速度ベクトルを差し引いたものを入力して、鉛直方向の加速度成分を除去してその残差加速度成分を抽出して蓄積する第2のステップと、
蓄積された残差加速度成分の主成分分析を行い、進行方向加速度成分の主成分方向ベクトルを算出する第3のステップと、
前記主成分方向ベクトルに基づいて、鉛直方向加速度成分が山ピークから谷ピークに変化するピークペアを検出した場合であって、かつ進行方向加速度成分が谷ピークから山ピークに変化するピークペアを検出した場合に、進行方向加速度成分の勾配を計算し、鉛直方向加速度成分が山ピークから谷ピークに変化する当該谷ピークの検出時刻における前記勾配が所定値以上である場合を歩行動作検出として判定する第4のステップと
からなることを特徴とする歩行動作検出処理方法。 - 請求項7に記載の歩行動作検出処理方法において、更に、
前記第4のステップにより、歩行動作が検出されているときに、角速度成分の角速度の周期が歩行動作の周期の約2倍になっているとき、階段を昇っている状態であると判定するステップ
の処理を行うことを特徴とする歩行動作検出処理方法。 - 請求項7に記載の歩行動作検出処理方法において、更に、
前記第4のステップにより、歩行動作が検出されているときに、鉛直方向の加速度成分のピーク差分値が進行方向の加速度成分のピーク差分値と比べて、一定のしきい値を越えて大きいとき、階段を降りている状態であると判定するステップ
の処理を行うことを特徴とする歩行動作検出処理方法。 - 請求項7に記載の歩行動作検出処理方法において、更に、
前記第4のステップにより、歩行動作が検出されているときに、鉛直方向の加速度成分のピーク差分値から直線の近似式により歩行速度を推定するステップ
の処理を行うことを特徴とする歩行動作検出処理方法。 - 請求項7に記載の歩行動作検出処理方法において、更に、
前記第4のステップにより、歩行動作が検出されているときに、進行方向の加速度成分のピーク差分値から直線の近似式により歩行速度を推定するステップ
の処理を行うことを特徴とする歩行動作検出処理方法。 - 請求項7に記載の歩行動作検出処理方法において、更に、
前記第4のステップにより、歩行動作が検出されているときに、鉛直方向の加速度成分に対して、カットオフ周波数の低い多次ローパスフィルタを適用したとき、ある一定の大きさを持つ谷ピークと山ピークのペアが見つかるとき、エレベータで昇降している状態であると判定するステップ
の処理を行うことを特徴とする歩行動作検出処理方法。
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