JP6567658B2 - ユーザーの活動を分類し及び/又はユーザーの歩数をカウントするデバイス及び方法 - Google Patents
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Description
複数の軸の加速度計データを測定する加速度計と、
プロセッサであって、
加速度計データに基づいて複数の軸のうちの最活動軸(most active one:最も活動的な軸)を識別し、
最活動軸(most active axis)の加速度計データの信号振幅と、1つ又は複数の閾値とに基づいて、ユーザーの活動を分類する、
ように構成されている、プロセッサと、
を備える、デバイスが提供される。
少なくとも1つの軸の加速度計データを測定する加速度計と、
プロセッサであって、
連続する処理ウィンドウ内の加速度計データに微分演算子を適用し、
各処理ウィンドウ内の加速度計データの導関数のピークをカウントし、
現在のウィンドウ内の最初のピークと先行処理ウィンドウ内の最後のピークとの間の時間差に基づいてオーバーカウントされたピークを削除する、
ように構成されている、プロセッサと、
を備える、デバイスが提供される。
複数の軸の加速度計データを測定することと、
加速度計データに基づいて複数の軸のうちの最活動軸を識別することと、
最活動軸の加速度計データの信号振幅と、1つ又は複数の閾値とに基づいて、ユーザーの活動を分類することと、
を含む、方法が提供される。
少なくとも1つの軸の加速度計データを測定することと、
連続する処理ウィンドウ内の加速度計データに微分演算子を適用することと、
各処理ウィンドウ内の加速度計データの導関数のピークをカウントすることと、
現在のウィンドウ内の最初のピークと先行処理ウィンドウ内の最後のピークとの間の時間差に基づいてオーバーカウントされたピークを削除することと、
を含む、方法が提供される。
ステップ102において、ウェアラブルデバイスを通じてユーザーの加速度信号を取得することと、
ステップ104において、加速度信号のデータを複数の処理ウィンドウに分割することと、
各処理ウィンドウにおいて、
ステップ106において、移動平均関数を用いてデータを平滑化することと、
ステップ108において、加速度計データがg値データに変換されることと、
ステップ110において、加速度信号の最活動軸を識別することと、
ステップ112において、最活動軸からの加速度信号に基づいてユーザーの活動を分類することと、
を含む。
ウィンドウのサイズは、本明細書では、単なる一例としてウィンドウの継続時間として説明される。活動を分類し及び/又は歩数をカウントするのに適した精度は、限定ではなく例として、特定の精度要件に応じて約0(0を含まず)秒〜5秒のウィンドウサイズを利用することによって達成することができることが分かっている。一般に、ウィンドウサイズが長いほど、ウィンドウ移行エリア内でオーバーカウントされるピークの機会を減らすことができ、したがって、精度を高めることができる。ウィンドウが短いほど、非常に短い時間期間内で発生する可能性がある異なる活動間の移行をより良好に捉えることができる。
生の加速度計データは通常、雑音を有する。例示の加速度計データ202における浮遊スパイク(stray spike)200が図2に示されている。この浮遊スパイク200は、誤った軸が後続の処理の最活動軸として識別される結果をもたらす場合がある。例示の実施形態では、平滑化が、生の加速度計データ202に有利に適用される。好ましくは、平滑化は、生の加速度計データ200に移動平均演算を適用することによって達成される。
例示の実施形態における最活動軸は、重力と、地面に対する装着者の足の衝撃力との寄与効果を表す、最大振幅信号を有する加速度計軸として識別される。換言すれば、例示の実施形態における最活動軸は、鉛直方向に最も近い、すなわち、地表に実質的に垂直な加速度計軸である。
ユーザーの活動は、例示の実施形態では、最活動軸からの移動平均データを用いて低活動(light activity)状態、中活動(moderate activity)状態又は高活動(heavy activity)状態に分類される。
低活動−静止した起立、交通信号機が青に変わることの待機又は(例えば、デスク上での)タイプ入力等の移動のない動作
中活動−ゆっくりとしたウォーキング、きびきびとした歩行
高活動−ジョギング、ランニング
これらの異なる活動のそれぞれに対応する複数のSA閾値(上記例では、閾値1及び2の上)に更に分割することに基づいて分類可能とすることができ、及び/又は
上記3つの一般的分類の更なる処理は、例示の実施形態では、
周波数分類を用いたフィルタリング及び識別及び/又は信号マッチング技法、
によって実行することができる。
ローパスフィルターのカットオフ周波数は、好ましくは、正確な周波数レンジの動作雑音を除去するように、活動タイプに基づいて調整される。正確なカットオフ周波数を選ぶことによって、有利には、後続のピーク検出処理中の誤ったピーク又は検出されないピークを回避する信号ジオメトリーを改善することができる。
例示の実施形態における正規化プロセスは、導関数信号がピーク検出処理のために正確にスケーリングされるようなものが好ましい。1つの実施形態では、信号は、最初に信号からその信号の最小値を減算し、次に、減算された信号の最大値によって除算することによって正規化される。
例示の実施形態によれば、正規化された導関数信号が閾値レベルを越えているとき、ピークが検出される(すなわち、歩数がカウントされる)。データは、この時、正規化されるので(例えば、min値=0、max値=1)、最初の処理ウィンドウの閾値Δ1は、例えば、0(0を含まず)〜0.5の任意の所定の値に設定することができる。
図9に示すように、適応的閾値(Δw)が求められ、後続のウィンドウに用いられる。この適応的閾値は、現在のウィンドウの最後のピーク値と谷値との差の約0(0を含まず)%〜50%の任意の所定の値に設定することができる。1つの例では、以下の式となる。
パントンプキンス微分演算は、後続のウィンドウにおいて誤った最初のピークを生成する傾向を有する可能性があり、その結果、ピーク、すなわち歩数をオーバーカウントする可能性があることが、発明者らによって見出されている。
Claims (19)
- デバイスを装着したユーザーの活動を分類する該デバイスであって、
複数の軸の加速度計データを測定する加速度計と、プロセッサとを備え、
前記プロセッサは、前記加速度計データに基づいて前記複数の軸のうちの最活動軸を識別し、前記最活動軸の前記加速度計データの信号振幅と、少なくとも2つの異なる非静止活動のそれぞれの少なくとも2つの異なる閾値とに基づいて、前記ユーザーの前記活動を前記少なくとも2つの異なる非静止活動に分類するように構成されている、デバイス。 - 前記プロセッサは、前記最活動軸を識別する前に、平滑化を前記加速度計データに適用するように構成されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記プロセッサは、所定の処理ウィンドウにわたって前記平滑化された加速度計データの最大平均絶対値を有する前記軸を求めることによって前記最活動軸を識別するように構成されている、請求項2に記載のデバイス。
- 前記プロセッサは、前記平滑化された加速度計データをg値データに変換し、前記最活動軸の前記g値データの最大g値に基づいて前記活動を分類するように構成されている、請求項3に記載のデバイス。
- 前記プロセッサは、前記最活動軸の前記g値データの前記最大g値から前記g値データの平均g値を引いたものに基づいて前記活動を分類するように構成されている、請求項4に記載のデバイス。
- 前記プロセッサは、前記所定の処理ウィンドウにわたって測定された前記平滑化された加速度計データに基づいて、前記ユーザーの前記活動を分類するように構成されている、請求項3〜5のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記処理ウィンドウは、約0(0を含まず)秒〜5秒の範囲にある、請求項6に記載のデバイス。
- 前記プロセッサは、前記最活動軸の前記加速度計データの前記信号振幅と、少なくとも2つの異なる非静止活動のそれぞれの少なくとも2つの異なる閾値および静止活動の少なくとも1つのさらなる閾値とに基づいて、前記ユーザーの前記活動を前記少なくとも2つの異なる非静止活動と少なくとも1つの静止活動とに分類するように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、ウェアラブルデバイスに実装される、請求項1〜8のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、ウェアラブルデバイス及び通信デバイスを備えるアセンブリに実装される、請求項1〜9のいずれか1項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、ウェアラブルデバイス及び無線通信デバイスを備えるアセンブリに実装される、請求項1〜10のいずれか1項に記載のデバイス。
- ユーザーの活動を分類する方法であって、
複数の軸の加速度計データを測定することと、
前記加速度計データに基づいて前記複数の軸のうちの最活動軸を識別することと、
前記最活動軸の前記加速度計データの信号振幅と、少なくとも2つの異なる非静止活動のそれぞれの少なくとも2つの異なる閾値とに基づいて、前記ユーザーの前記活動を前記少なくとも2つの異なる非静止活動に分類することと、
を含む、方法。 - 前記最活動軸を識別する前に、平滑化を前記加速度計データに適用することを含む、請求項12に記載の方法。
- 所定の処理ウィンドウにわたって前記平滑化された加速度計データの最大平均絶対値を有する前記軸を求めることによって前記最活動軸を識別することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記平滑化された加速度計データをg値データに変換することと、
前記最活動軸の前記g値データの最大g値に基づいて前記活動を分類することを含む、請求項14に記載の方法。 - 前記最活動軸の前記g値データの前記最大g値から前記g値データの平均g値を引いたものに基づいて前記活動を分類することを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記所定の処理ウィンドウにわたって測定された前記平滑化された加速度計データに基づいて、前記ユーザーの前記活動を分類することを含む、請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記処理ウィンドウは、約0(0を含まず)秒〜5秒の範囲にある、請求項17に記載の方法。
- 前記最活動軸の前記加速度計データの前記信号振幅と、少なくとも2つの異なる非静止活動のそれぞれの少なくとも2つの異なる閾値および静止活動の少なくとも1つのさらなる閾値とに基づいて、前記ユーザーの前記活動を前記少なくとも2つの異なる非静止活動と少なくとも1つの静止活動とに分類することを含む、請求項12〜18のいずれか1項に記載の方法。
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