BRPI0708620A2

BRPI0708620A2 - aparelho de detecção de movimento do corpo, método de detecção de movimento de corpo, e, programa de detecção de movimento de corpo

Info

Publication number: BRPI0708620A2
Application number: BRPI0708620-2A
Authority: BR
Inventors: Kenichi Makino; Akane Sano; Motoyuki Takai
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2011-06-07
Also published as: TWI325491B; MY150291A; RU2442534C2; JP4904861B2; CN101394787A; EP1994883A4; RU2008136904A; EP1994883A1; US20090240461A1; TW200821551A; JP2007244495A; CN101394787B; KR20080104123A; WO2007105648A1; US7983872B2

Abstract

APARELHO DE DETECçãO DE MOVIMENTO DE CORPO, METODO DE DETECçãO DE MOVIMENTO DE CORPO, E, PROGRAMA DE DETECçãO DE MOVIMENTO DE CORPO. Meio de extração de componente vertical (2) extrai um componente vertical de um vetor de aceleração correspondendo a movimento de corpo de um usuário de um sensor de aceleração de três eixos (1), e o componente vertical é separado por uma unidade separadora de banda alta/banda baixa (3) em um componente de banda alta e um componente de banda baixa. Usando estes componentes, uma unidade de processamento de detecção/determinação de pico (4) detecta candidato de posição de pico de ação do usuário na direção vertical, identifica um candidato de posição de pico na base de uma relação de energia entre o componente de banda alta e o componente de banda baixa, executa casamento de forma de onda relativo a uma gama predeterminada incluindo cada candidato de posição de pico, por esse meio determinando uma posição de pico, e detecta movimento de corpo na base da posição de pico, e uma unidade analisadora de posição de passo (5) detecta um lance de movimento de corpo. Por conseguinte, sem ser afetado por vários tipos de ruído, se toma possível detectar precisamente movimento de corpo do usuário na direção vertical, e também detectar precisamente o lance de movimento de corpo do usuário como precisado.

Description

"APARELHO DE DETECÇÃO DE MOVIMENTO DE CORPO, MÉTODODE DETECÇÃO DE MOVIMENTO DE CORPO, E, PROGRAMA DEDETECÇÃO DE MOVIMENTO DE CORPO"Campo Técnico

Esta invenção relaciona-se a, por exemplo, um aparelho, ummétodo, e um programa que detectam e usam movimento de corpo de umusuário, tal como um pedômetro.Fundamentos da Técnica

Para o propósito de auto-administração de saúde ou similar, éuma prática comum adquirir a própria quantidade de alguém de exercíciousando um pedômetro. Em muitos pedômetro convencionais, a fim de contaro número dos passos precisamente, por causa de suas estruturas, restriçõesexistem relativas à posição de montagem ou direção de montagem deunidades principais. Em recentes anos, porém, a fim de ademais melhorarutilidade, aparelhos detectores de movimento de corpo nos quais é possívelfixar uma posição de montagem e direção de montagem são propostoslivremente. Entre eles, um método e aparelho para executar estimação depostura usando um sensor de aceleração de multi-eixo e executar detecção demovimento de corpo usando o mesmo sensor foram propostos. Isto évantajoso visto que implementação a um custo barato é possível comparadocom um método de usar um sensor de ângulo ou similar para estimação depostura.

Por exemplo, Publicação de Pedido de Patente Japonês NãoExaminado N0 2004-141669 expõe um método no qual uma aceleração édetectada por uma pluralidade de sensores de movimento de corpo tendodireções de detecção mutuamente diferentes, um eixo de operação édeterminado/selecionado analisando padrões de sinal dos sensoresindividuais, e detecção de caminhada é executada por análise de sinal do eixode operação. Além disso, Publicação de Pedido de Patente Japonês NãoExaminado N0 2005-140533 expõe um método no qual um sensor deaceleração tendo dois eixos ou três eixos mutuamente ortogonais é montado,uma direção de exercício de movimento de corpo é estimada de um vetorcombinado de sinais de sensor de eixos individuais, e movimento de corpo é5 detectado analisando componentes de sinal na direção de exercício estimada.Exposição de Invenção

Porém, de acordo com o método exposto na Publicação dePedido de Patente Japonês Não Examinado N0 2004-141669, como só umsensor adequado para medição é selecionado de uma pluralidade de sensores10 como um eixo de operação, há casos onde a direção do movimento de corpodo usuário a ser detectado (direção de exercício) não coincide com o eixo deoperação selecionado, presumivelmente, existe uma possibilidade quemedição precisa do número de passos é proibida sendo afetada pormovimento de corpo diferente de caminhada. Além disso, de acordo com o15 método exposto na Publicação de Pedido de Patente Japonês Não ExaminadoN0 2005-140533, como a natureza de formas de onda de sinal não é levada emconta e só a intensidade de sinal é considerada como um assunto,presumivelmente, existe uma possibilidade que movimento de corpo diferentede caminhada também seja contado.

Aqui, o movimento de corpo diferente de caminhada significaações diferentes de ações que ocorrem na direção vertical no corpo do usuáriode acordo com caminhada, e várias ações são concebíveis, tal como uma açãoem um caso onde um pedômetro para medir o número dos passos do usuário ésegurado por uma mão do usuário e um balanço na direção horizontal ocorre,25 um movimento de pêndulo que ocorre em um caso onde, por exemplo, umpedômetro para medir o número dos passos do usuário é pendurado nopescoço do usuário por uma correia suspensa.

Assim, é desejado que só movimento de corpo do usuário nadireção vertical durante caminhada possa ser detectado precisamente e sercontado sem ser afetado por movimento de corpo do usuário diferente decaminhada, de forma que seja possível medir o número dos passos do usuárioprecisamente. Além disso, considerando movimento de corpo do usuário emdetalhes, o estado é estacionário em alguns casos, ou também há estados5 passageiros de um estado de movimento para um estado estacionário. Alémdisso, estados diferentes existem até mesmo entre estados de ação, tais comoum estado de caminhada e um estado de corrida. Assim, se for possíveladquirir precisamente o lance de caminhada do usuário (taxa de caminhada ou

0 número de passos (número de tempos) por tempo unitário), é possíveladquirir precisamente o estado de ação do usuário, que serve para medir onúmero dos passos ademais precisamente e assim sucessivamente.

Devido ao anterior, é um objetivo desta invenção tornarpossível detectar precisamente movimento de corpo (ação) de um usuário nadireção vertical sem ser afetado por vários tipos de ruído, e tornar possível15 também detectar precisamente e usar um lance de movimento de corpo (ação)do usuário como precisado.

A fim de resolver os problemas descritos acima, um aparelhode detecção de movimento de corpo da invenção de acordo com reivindicação

1 é caracterizado pelo fato de que inclui um sensor de aceleração configuradopara ser montado em um corpo de um usuário;

meio de extração de componente vertical para extrair umcomponente vertical de uma aceleração de uma saída de detecção do sensorde aceleração;

meio de separação para executar separação de componente docomponente vertical extraído pelo meio de extração de componente verticalem um componente de banda alta e um componente de banda baixa;

meio de detecção para detectar um candidato de posição depico na base do componente de banda baixa do componente vertical separadopelo meio de separação;meio de identificação para identificar o candidato de posiçãode pico detectado pelo meio de detecção como um candidato de posição depico em um caso onde uma relação entre energia do componente de bandabaixa e energia do componente de banda alta em uma gama predeterminadaincluindo o candidato de posição de pico é menos que um valorpredeterminado; e

meio de detecção de movimento de corpo para detectarmovimento de corpo do usuário na base do candidato de posição de picoidentificado pelo meio de identificação.

De acordo com o aparelho de detecção de movimento de corpoda invenção de acordo com reivindicação 1, um componente vertical demovimento de corpo de um usuário é extraído pelo meio de extração decomponente vertical de uma saída de detecção do sensor de aceleração. Ocomponente vertical extraído é separado pelo meio de separação em umcomponente de banda alta e um componente de banda baixa. O componentede banda baixa obtido por separação inclui componentes correspondendo amovimento de corpo do usuário, e é usado pelo meio de detecção paradetectar um candidato de posição de pico de movimento de corpo.

Além disso, para cada gama predeterminada incluindo cadacandidato de posição de pico detectado, uma relação de energia docomponente de banda alta para energia do componente de banda baixa éobtida. Ruído é para ser misturado provavelmente no componente de bandaalta. Assim, em um caso onde a relação da energia do componente de bandaalta para a energia do componente de banda baixa é menos do que um valorpredeterminado, o candidato de posição de pico na gama predeterminada éidentificado como uma posição de pico. Reciprocamente, em um caso onde arelação da energia do componente de banda alta para a energia docomponente de banda baixa é maior do que o valor predeterminado, ocandidato de posição de pico na gama predeterminada é excluído decandidatos de posição de pico. Na base dos candidatos de posição de picoidentificados como acima, movimento de corpo do usuário é detectado pelomeio de detecção de movimento de corpo.

Por conseguinte, torna possível detectar precisamentemovimento de corpo do usuário na direção vertical sem ser afetado por ruídoou similar.

Além disso, um aparelho de detecção de movimento de corpoda invenção de acordo com reivindicação 2 deste pedido é o aparelho dedetecção de movimento de corpo de acordo com reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que inclui:

meio de decisão para definir uma gama de um assunto decomparação e comparar formas de onda relativas a uma gama predeterminadaincluindo cada candidato de posição de pico identificado pelo meio deidentificação, e decidir o candidato de posição de pico como uma posição depico em um caso onde casamento é alcançado,

em que o meio de detecção de movimento de corpo detectamovimento de corpo do usuário na base da posição de pico decidida pelomeio de decisão.

De acordo com o aparelho de detecção de movimento de corpoda invenção de acordo com reivindicação 2, relativo a um segmentopredeterminado incluindo cada candidato de posição de pico identificado pelomeio de identificação, um segmento que serve como um par é definido eformas de onda são comparadas, e o candidato de posição de pico dareferência de comparação é decidido como uma posição de pico em um casoonde formas de onda em ambos os segmentos coincidem, e o candidato deposição de pico é excluído de posições de pico em um caso onde as formas deonda não coincidem.

Por conseguinte, um caso onde um pico ocorre acidentalmentedevido à mistura de ruído é excluído, e só uma posição de picocorrespondendo verdadeiramente a movimento de corpo do usuário na direçãovertical é extraída e identificada, de forma torne possível detectarprecisamente movimento de corpo do usuário.

Além disso, um aparelho de detecção de movimento de corpo5 da invenção de acordo com reivindicação 3 é o aparelho de detecção demovimento de corpo de acordo com reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelofato de que inclui:

meio de estimação de intervalo para estimar um intervalo depasso executando análise relativa a um padrão de série de tempo formado de10 uma pluralidade de candidatos de posição de pico identificados pelo meio deidentificação ou um padrão de série de tempo formado de uma pluralidade deposições de pico decididas pelo meio de decisão; e

meio de discriminação para discriminar pelo menos trêsestados de "estacionário", "caminhada/corrida", e "indefinido" como estados15 de ação do usuário na base do intervalo de passo estimado pelo meio deestimação de intervalo.

De acordo com o aparelho de detecção de movimento de corpoda invenção de acordo com reivindicação 3, o meio de estimação de intervaloestima o intervalo de passo dos candidatos de posição de pico identificados20 pelo meio de identificação (intervalo entre os candidatos de posição de picoidentificados) ou o intervalo de passo das posições de pico decididas pelomeio de decisão (intervalo entre as posições de pico decididas), e na base dointervalo de passo estimado, o meio de discriminação discrimina se o estadode ação do usuário está no estado "estacionário", no estado de25 "caminhada/corrida", ou no estado "indefinido".

Por conseguinte, torna possível adquirir precisamente o estadode ação do usuário e controlar um dispositivo de acordo com o estado de açãodo usuário, e também torna possível adquirir precisamente o intervalo depasso em um caso onde o usuário está no estado de "caminhada/corrida".Além disso, um aparelho de detecção de movimento de corpoda invenção de acordo com reivindicação 11 é o aparelho de detecção demovimento de corpo de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que:

o sensor de aceleração é de um tipo de multi-eixo, eo meio extrator de componente vertical calcula um vetor deaceleração gravitacional de um vetor de aceleração que é uma saída dedetecção do sensor de aceleração de multi-eixo, e extrai um componentevertical de uma aceleração executando cálculo usando o vetor de aceleraçãodo sensor de aceleração de multi-eixo e o vetor de aceleração gravitacionalcalculado.

De acordo com o aparelho de detecção de movimento de corpoda invenção de acordo com reivindicação 11, o meio extrator de componentevertical calcula um vetor de aceleração gravitacional de uma saída dedetecção (vetor de aceleração) do sensor de aceleração de multi-eixo, e extraium componente vertical de uma aceleração executando cálculo usando a saídade detecção do sensor de aceleração de multi-eixo e o vetor de aceleraçãogravitacional calculado.

Por conseguinte, indiferente da maneira de montagem dosensor de aceleração de multi-eixo no corpo do usuário, torna possível extrairlogicamente e precisamente um componente vertical de uma saída dedetecção (vetor de aceleração) disso.Breve Descrição dos Desenhos

Figura 1 é um diagrama de bloco para explicar umaconfiguração básica de um aparelho de detecção de movimento de corpo deuma concretização.

Figura 2 é um diagrama para explicar um vetor de aceleraçãoan, um vetor de aceleração gravitacional g, e um componente vertical vn dovetor de aceleração an em um caso onde um sensor de aceleração de três eixosé usado.

Figura 3 é um diagrama para explicar um caso onde ocomponente vertical vn do vetor de aceleração an é obtido em consideraçãode ângulos de declinação do vetor de aceleração gravitacional g no caso ondeo sensor de aceleração de três eixos é usado.

Figura 4 é um diagrama para explicar um caso onde umcomponente horizontal hn do vetor de aceleração an é obtido no caso onde osensor de aceleração de três eixos é usado.

Figura 5 é um diagrama para explicar um vetor de aceleraçãoan, um vetor de aceleração gravitacional g, e um componente vertical vn dovetor de aceleração an em um caso onde um sensor de aceleração de doiseixos é usado.

Figura 6 é um diagrama para explicar um exemplo de gráficosde dados de aceleração (A), comprimento de vetor de aceleração (B),componente vertical (C), e componente horizontal (D).

Figura 7 é um gráfico mostrando diagrama de sinais deaceleração detectados em um caso onde o aparelho de detecção de movimentode corpo da concretização é usado estando montado em uma parte de cinturade um usuário.

Figura 8 é um diagrama mostrando gráficos de sinais de

aceleração detectados em um caso onde o aparelho de detecção de movimentode corpo da concretização é usado sendo colocado em um bolso de calças dousuário.

Figura 9 é um diagrama para explicar um método de cálculopara obter uma relação de energia d.

Figura 10 é um diagrama mostrando gráficos em um caso ondesinais irregulares também estão misturados em um componente de bandabaixa xl(n) de um componente vertical x(n) de um vetor de aceleraçãodetectado por um sensor de aceleração de multi-eixo 1.Figura 11 é um diagrama para explicar a transição de estadosde ação do usuário.

Figura 12 é um diagrama mostrando uma forma de onda emum caso onde um passo é detectado (uma posição de pico é determinada) deuma saída de detecção do sensor de aceleração 1 no aparelho de detecção demovimento de corpo mostrado na Figura 1.

Figura 13 é um diagrama para explicar um exemplo de umaequação para calcular um lance de referência Ps.

Figura 14 é um diagrama para explicar um exemplo de umcaso onde uma perda de detecção de uma posição de pico ocorre em umestado de "caminhada/corrida".

Figura 15 é um diagrama de bloco para explicar um pedômetroao qual uma concretização desta invenção é aplicada.

Figura 16 é um fluxograma para explicar um processo deextração de componente vertical.

Figura 17 é um fluxograma para explicar um processo dedetectar e identificar um candidato de posição de pico.

Figura 18 é um fluxograma para explicar um processo dedecidir uma posição de pico de posições identificadas como candidatas deposição de pico e contar o número de passos do usuário na base da posição depico.

Figura 19 é um fluxograma para explicar um processo deprevenir uma perda de contagem principalmente na vizinhança do começo.

Figura 20 é um fluxograma para explicar um processo deestimação de tipo de movimento de corpo e um processo de contagem denúmero de passos.

Figura 21 é um fluxograma subseqüente à Figura 20.

Figura 22 é um diagrama de bloco para explicar um aparelhoreprodutor acústico 200 ao qual uma concretização desta invenção é aplicada.Figura 23 é um fluxograma para explicar um processo em umcaso onde um lista de reprodução apropriada é selecionada de acordo com umestado de ação do usuário.Melhor Modo para Efetuar a Invenção

Agora, com referência aos desenhos, uma concretização de umaparelho, um método, e um programa de acordo com esta invenção serãodescritos.

Relativo à configuração básica de um aparelho de detecção demovimento de corpo

Figura 1 é um diagrama de bloco para explicar umaconfiguração básica de um aparelho de detecção de movimento de corpo destaconcretização. Como mostrado na Figura 1, o aparelho de detecção demovimento de corpo desta concretização é formado de um sensor deaceleração 1, uma unidade de extração de componente vertical 2, umaunidade separadora de banda alta/banda baixa 3, uma unidade deprocessamento de detecção/determinação de pico 4, e uma unidadeanalisadora de posição de passo 5.

O aparelho de detecção de movimento de corpo destaconcretização é usado estando montado no corpo de um usuário. O sensor deaceleração 1 detecta uma aceleração correspondendo a movimento de corpodo usuário a cada temporização constante, e provê uma saída desta detecção àunidade de extração de componente vertical 2. Da saída de detecção do sensorde aceleração 1, a unidade de extração de componente vertical 2 extrai umcomponente vertical de um vetor de aceleração incluindo um componentecorrespondendo a movimento de corpo na direção vertical em um caso onde ousuário executou um exercício tal como caminhar ou correr, e provê isto àunidade separadora de banda alta/banda baixa 3. Note que conversãoanalógica/digital (A/D) do vetor de aceleração detectado pelo sensor deaceleração 1 pode ser executada no lado do sensor de aceleração 1, no lado daunidade de extração de componente vertical 2, ou entre o sensor de aceleraçãoIea unidade de extração de componente vertical 2.

A unidade separadora de banda alta/banda baixa 3 separa ocomponente vertical do vetor de aceleração da unidade de extração de5 componente vertical 2 em um componente de banda alta, no qual ruído é paraser misturado provavelmente, e um componente de banda baixa, que incluium componente correspondendo a movimento de corpo do usuário na direçãovertical, e provê cada um destes componentes à unidade de processamento dedetecção/determinação de pico 4. A unidade de processamento de10 detecção/determinação de pico 4 é uma parte que executa detecção de pico edetecção de movimento de corpo baseado em picos detectados em resposta àprovisão do componente de banda alta e componente de banda baixa docomponente vertical do vetor de aceleração da unidade separadora de bandaalta/banda baixa.

15 Quer dizer, a unidade de processamento de

detecção/determinação de pico 4 detecta candidato de uma posição de pico nabase do componente de banda baixa do componente vertical do vetor deaceleração provido da unidade separadora de banda alta/banda baixa 3, eidentifica a posição de pico como candidato de uma posição de pico do20 componente vertical em um caso onde a relação de energia do componente debanda alta para energia do componente de banda baixa em uma gamapredeterminada incluindo o candidato da posição de pico é menos que umvalor predeterminado.

A razão para usar a relação da energia do componente de25 banda alta para energia do componente de banda baixa como acima é que,como será descrito mais tarde, ruído é provavelmente para ser sobreposto nocomponente de banda alta e um pico que ocorre devido à mistura de ruído épara ser removido. Na base do candidato de posição de pico identificadocomo acima, é possível detectar movimento de corpo do usuário na direçãovertical com uma precisão relativamente boa. Porém, a fim de detectarmovimento de corpo do usuário na direção vertical com uma precisão atémelhor, a unidade de processamento de detecção/determinação de pico 4 doaparelho de detecção de movimento de corpo desta concretização tambémexecuta um processo de casamento de forma de onda.

Quer dizer, para cada candidato de posição de picoidentificado, a unidade de processamento de detecção/determinação de pico 4fixa uma gama predeterminada incluindo o candidato de posição de pico,executa casamento com uma forma de onda em outra gama predeterminadausando uma forma de onda em cada gama predeterminada que é fixada comoum assunto, e determina o candidato de posição de pico incluído na forma deonda do assunto de comparação como uma posição de pico em um caso ondecasamento é obtido. A razão para executar casamento como acima é queexercício periódico do usuário, tal como caminhar ou correr é para serdetectado confiantemente, e que se as formas de onda de gamaspredeterminadas incluindo candidatos de posição de pico diferentes foremsemelhantes, torna possível determinar que candidatos de posição de picoestão ocorrendo periodicamente.

A posição de pico determinada como acima é absolutamenteuma posição de pico que ocorreu correspondentemente a movimento de corpodo usuário na direção vertical, de forma que torna possível detectarmovimento de corpo do usuário na direção vertical precisamente de acordocom a posição de pico determinada. Além disso, no aparelho de detecção demovimento de corpo desta concretização, a unidade analisadora de posição depasso 5 é provida.

A unidade analisadora de posição de passo 5 é configuradapara receber provisão de informação indicando a posição de pico determinadapela unidade de processamento de detecção/determinação de pico 4 e analisá-la de forma que um lance de movimento de corpo de caminhar ou correr pelousuário (um tempo de caminhar ou correr) possa ser detectado. Além disso,como será descrito mais tarde em detalhes, é permitido executar controle emmodos diferentes de acordo com o lance de movimento de corpo detectado dousuário.

Note que o termo "lance" significa a taxa ou o número devezes em um caso onde a mesma coisa é repetida ou algo é executado aintervalos regulares. Assim, o termo "lance de movimento de corpo" significaa taxa ou o número de vezes de movimento de corpo, e significa a taxa decaminhar (taxa de caminhada) ou o número de passos por tempo unitárioquando o movimento de corpo é caminhada.

Além disso, nesta especificação, como um termo sinônimocom "lance", em alguns casos, o termo "ritmo" também é usado. O termo"ritmo" originalmente significa uma taxa especificada em uma contagemmusical para desempenho de um pedaço de música (uma taxa de progresso dopedaço de música). Assim, quando um "ritmo de reprodução" de um pedaçode música é mencionado, é uma taxa a um momento de tocar dados demúsica, e significa o número de batidas por minuto (BPM: Batidas PorMinuto).

Além disso, quando um "ritmo de movimento de corpo (tempode ação)" do usuário é mencionado, é uma taxa de movimento de corpo(ação), e significa o número de unidades (uma ação (movimento de corpo)) deação mínima contável do usuário por minuto, por exemplo, o número dospassos por minuto em um caso onde o movimento de corpo (ação) do usuárioé caminhar ou correr, ou o número de vezes de saltar por minuto de um casoonde a ação é saltar. Como acima, o termo "lance" e o termo "ritmo" usadorelativo a movimento de corpo (ação) do usuário é usado como termossubstancialmente sinônimos nesta especificação.

Relativo a funções e operações de partes individuais do aparelho de detecçãode movimento de corpoAs funções e operações de partes individuais constituindo oaparelho de detecção de movimento de corpo desta concretização serãodescritas abaixo em mais detalhe.Relativo ao sensor de aceleração 1

Primeiro, o sensor de aceleração 1 será descrito. O aparelho dedetecção de movimento de corpo desta invenção torna possível detectarprecisamente movimento de corpo na direção vertical correspondendo acaminhada ou corrida do usuário na base de uma saída de detecção do sensorde aceleração 1 configurado para ser montado no corpo do usuário. Como osensor de aceleração 1, é possível usar tipo de um eixo (eixo único), ou tipode multi-eixo tal como tipo de dois eixos ou tipo de três eixos.

Em um caso onde um sensor de aceleração de um eixo é usadocomo o sensor de aceleração 1, a fim de habilitar detecção de movimento decorpo do usuário na direção vertical, um certo grau de restrição é impostorelativo à posição de montagem e direção de montagem. Existe umapossibilidade que um efeito em uma direção diferente da direção vertical sejaexercido dependendo da posição de montagem, por exemplo, em um casoonde um sensor de aceleração de um eixo está montado em um braço, pernaou similar, é concebível que um efeito de balanço do braço ou perna sejaexercido.

Assim, no caso onde o sensor de aceleração de um eixo éusado como o sensor de aceleração 1, a fim de detectar tão precisamentequanto possível movimento de corpo na direção vertical correspondendo acaminhada ou corrida do usuário, por exemplo, uma restrição ocorre que osensor de aceleração de um eixo deve ser montado em uma parte de cintura dousuário de forma que a direção de detecção de aceleração se torne a direçãovertical. Porém, em um caso onde tal restrição é observada, uma saída dedetecção do sensor de aceleração de um eixo pode ser usada como umcomponente vertical de aceleração. Neste caso, o próprio sensor de aceleraçãode um eixo tem a função como a unidade de extração de componente vertical2.

Em contraste, usando um sensor de aceleração de dois eixos ou três eixosconstituído por eixos mutuamente ortogonais como o sensor de aceleração 1,torna possível dar flexibilidade à posição de montagem e direção demontagem do sensor de aceleração 1. Porém, em um caso onde um sensor deaceleração de multi-eixo é usado como o sensor de aceleração 1, tornanecessário extrair um componente vertical de saídas de detecção de multi-eixo. No aparelho de detecção de movimento de corpo desta concretização,por exemplo, um sensor de aceleração de três eixos é usado como o sensor deaceleração 1. Assim, a unidade de extração de componente vertical 2 éprovida em um estágio subseqüente do sensor de aceleração 1.Relativo à unidade de extração de componente vertical 2

A unidade de extração de componente vertical 2 executaprocessamento para (1) estimar, usando uma saída de detecção do sensor deaceleração de multi-eixo 1, um vetor de aceleração gravitacional em umcampo gravitacional disso, e (2) na base do resultado da estimação de vetor deaceleração gravitacional, extrair um componente de sinal na direção verticalda mesma saída de detecção do sensor de aceleração 1.

Extraindo um componente vertical usando compreensivamentesaídas de detecção considerando todos os eixos do sensor de aceleração demulti-eixo 1 acima, não é necessário estimar um eixo de operação, de formaque torna possível detectar precisamente um exercício do usuário na direçãovertical sem ser afetado pela posição de montagem e direção de montagem dosensor de aceleração 1 relativo ao usuário.

Aqui, um caso onde um sensor de aceleração de três eixos éusado como o sensor de aceleração 1 será descrito especificamente. Suponhaque o sensor de aceleração 1 tem três eixos de um eixo X, um eixo Y e umeixo Z, e que um vetor de aceleração an em um certo momento n, obtido dosensor de aceleração 1, é expresso por axn (componente de eixo X), ayn(componente de eixo Y), e azn (componente de eixo Z), como mostrado naequação (1-1) na Figura 2. Um vetor de aceleração gravitacional g é estimadodo vetor de aceleração (seqüência de dados de vetor de aceleração) anmostrado na equação (1-1) na Figura 2, e movimento de corpo também édetectado.

Especificamente, relativo à estimação do vetor de aceleraçãogravitacional g, para ser mais simples, existe um método no qual valoresmédios móveis dos eixos individuais do vetor de aceleração an sãocalculados, e um vetor médio disso é usado como o vetor de aceleraçãogravitacional g. Neste caso, a fim de reduzir efeitos de componentes de sinalatribuíveis a movimento de corpo, é desejado que o cálculo de médias móveisseja executado usando um segmento suficientemente longo. Além disso, ummétodo pode ser usado no qual o vetor de aceleração gravitacional g écalculado analisando os valores dos eixos individuais do vetor de aceleraçãoan usando o método de mínimos quadrados ou similar.

Deixe o resultado de estimar o vetor de aceleraçãogravitacional g usando o vetor de aceleração an ser expresso por gx(componente de eixo X), gy (componente de eixo Y), e gz (componente deeixo Z), como mostrado na equação (1-2) na Figura 2. Neste caso, ocomponente vertical vn do vetor de aceleração an pode ser obtido por cálculomostrado na equação (1-3) na Figura 2. Quer dizer, como mostrado naequação (1-3) na Figura 2, o componente vertical vn do vetor de aceleração anpode ser obtido dividindo o produto do produto interno do vetor de aceleraçãogravitacional g e do vetor de aceleração an pelo valor absoluto (magnitude) dovetor de aceleração gravitacional g.

Como acima, é possível obter precisamente o componentevertical vn mais por cálculo do vetor de aceleração an detectado pelo sensorde aceleração de três eixos 1 e pelo vetor de aceleração gravitacional g obtidodo vetor de aceleração. Quer dizer, esta invenção é feita na base de umaconcepção que é possível detectar precisamente movimento de corpo de umusuário na direção vertical usando compreensivamente saídas de detecção dosensor de aceleração de três eixos 1 e separando só um componente verticaldisto por cálculo numérico.

Além disso, cálculo semelhante também pode ser executadoobtendo ângulos de declinação do vetor de aceleração gravitacional g em umespaço tridimensional e girando o vetor de aceleração an. Quer dizer, quandoângulos de declinação θ e φ relativos ao vetor de aceleração gravitacional gsão como mostrado em (2-1) e (2-2) na Figura 3, a'xn calculado por equação(2-3) na Figura 3 é um componente vertical do vetor de aceleração an, e a'xncoincide com o componente vertical vn. Além disso, o produto interno dovetor a'yn e do vetor a'zn é a projeção de ortogonal do vetor de aceleração ansobre um plano para qual o vetor de aceleração gravitacional g é um vetornormal.

Quer dizer, desde que é possível executar separação decomponente do vetor de aceleração an obtido por saídas de detecção do sensorde aceleração de três eixos 1 em um componente vertical e um componentehorizontal, também é possível detectar movimento de corpo na direçãohorizontal analisando o componente horizontal como também o componentevertical. Especificamente, o comprimento hn do vetor horizontal pode serobtido por equação (3-1) na Figura 4 ou equação (3-2) na Figura 4.

Em um caso onde uma equação de cálculo é usada na qualângulos de declinação do vetor de aceleração gravitacional são consideradoscomo acima, é possível obter relativamente simplesmente e tambémprecisamente movimento de corpo do usuário na direção vertical e na direçãohorizontal.

Note que embora a descrição tenha sido dada aqui relativa aum caso onde o sensor de aceleração de três eixos 1 é usado como umexemplo, não há nenhuma limitação a isso. O conceito básico desta invençãopode ser aplicado a um caso onde um sensor de aceleração de dois eixos éusado semelhantemente ao caso onde um sensor de aceleração de três eixos éusado.

Quer dizer, deixando o vetor de aceleração an e o vetor deaceleração gravitacional g detectado pelo sensor de aceleração de dois eixosser expresso como equação (4-1) (vetor de aceleração) na Figura 5 e equação(4-2) (vetor de aceleração gravitacional) na Figura 5, semelhantemente para ocaso onde um sensor de aceleração de três eixos é usado, é possível calcular10 um componente vertical de acordo com a equação (1-3) na Figura 2.

Além disso, deixando o ângulo de declinação θ do vetor deaceleração gravitacional g ser expresso como mostrado na equação (4-3) naFigura 5, é possível executar separação de componente do vetor de aceleraçãoan em um componente vertical a'xn disso e um componente horizontal a'yn15 perpendicular a ele de acordo com a equação (4-4) na Figura 5, e a'xncoincide com o componente vertical vn.

Como acima, de acordo com as equações mostradas na Figura5 e equação (1-3) mostrada na Figura 2, até mesmo no caso onde o sensor deaceleração de dois eixos é usado, é possível detectar precisamente movimento20 de corpo do usuário na direção vertical. Além disso, no caso onde o ângulo dedeclinação θ do vetor de aceleração gravitacional g é levado em conta,também torna possível detectar precisamente movimento de corpo do usuáriona direção horizontal.

Figura 6 mostra, na forma de gráficos, dados de aceleração25 obtidos e dados obtidos em um caso onde os dados de aceleração estãoseparados em componentes de acordo com o conceito básico desta invençãodescrito acima em um caso onde dados de aceleração são obtidos durantequatro segundos a uma freqüência de amostragem de 50 Hz por um sensor deaceleração de três eixos configurado para ser montado em um usuárioenquanto o usuário está executando um exercício tal como caminhar. NaFigura 6, o eixo horizontal é tempo (milissegundos), e o eixo vertical éaceleração gravitacional (G). Além disso, também na Figura 7, Figura 8,Figura 10, Figura 12, e Figura 14 que serão descritas mais tarde, o eixohorizontal é tempo (milissegundos), e o eixo vertical é aceleraçãogravitacional (G).

Quer dizer, Figura 6A é um gráfico de dados de aceleração dosensor de aceleração de três eixos, Figura 6B é um gráfico do comprimento(magnitude) de vetor de aceleração calculado de dados de aceleração dos trêseixos, e Figura 6C é um gráfico de um componente vertical obtido por cálculodos dados de aceleração dos três eixos pelo método descrito usando as Figuras2 a 4. Além disso, Figura 6D é um gráfico de um componente horizontalobtido por cálculo dos dados de aceleração dos três eixos pelo métododescrito usando as Figuras 2 a 4.

Além disso, os gráficos mostrados na Figura 6 mostram umcaso onde, a um momento de detecção de dados de aceleração, enquanto ousuário está executando um exercício principalmente na direção vertical, umexercício na direção horizontal ocorre a uma 80a amostra aproximadamente,uma 100a amostra aproximadamente, e uma 170a amostra, e isto existe comoum componente de ruído.

Porém, desde que o componente de ruído existe nocomponente horizontal, executando separação de componente dos dados deaceleração (vetor de aceleração) no componente vertical (Figura 6C) e ocomponente horizontal (Figura 6D) de acordo com o conceito básico destainvenção, é possível remover ruído do componente horizontal do componentevertical, de forma que seja compreendido que movimento de corpo do usuáriona direção vertical pode ser detectado precisamente. Obviamente, desde queruído do componente vertical pode ser removido do componente horizontal, épossível detectar precisamente movimento de corpo do usuário na direçãohorizontal. Quer dizer, pela separação de componente, um efeito de reduçãode ruído é alcançado.

Note que embora o componente vertical do vetor de aceleraçãoseja extraído por cálculo aqui, não há nenhuma limitação a isso. Por exemplo,o comprimento (magnitude) do vetor de aceleração de cada eixo pode serobtido por cálculo, e um vetor de aceleração com um comprimento maislongo pode ser usado como um componente vertical do vetor de aceleraçãorefletindo melhor o movimento de corpo do usuário, ou uma saída dedetecção (vetor de aceleração) de um eixo estimado como refletindo melhor omovimento de corpo do usuário pode ser usado como um componentevertical.

Porém, no caso onde um componente vertical é identificado deacordo com o comprimento de um vetor de aceleração ou um eixocorrespondendo a um componente vertical é estimado, há casos onde um certograu de restrição é imposto na posição de montagem e direção de montagemdo sensor de aceleração de multi-eixo 1 relativo ao usuário. Porém, no casoonde um componente vertical do vetor de aceleração é extraído por cálculo,como descrito mais cedo, restrições não são impostas relativas à posição demontagem ou direção de montagem do sensor de aceleração de multi-eixo 1relativo ao usuário, de forma que flexibilidade de montagem do aparelho dedetecção de movimento de corpo relativo a um usuário pode ser melhorada.Relativo à unidade separadora de banda alta/banda baixa 3

A seguir, a função e operação da unidade separadora de bandaalta/banda baixa 3 serão descritas. Como descrito mais cedo, deixe ocomponente vertical vn extraído pela unidade de extração de componentevertical 2 ser denotado por uma função x(n). O componente vertical x(n) dovetor de aceleração da unidade de extração de componente vertical 2 éprovido à unidade separadora de banda alta/banda baixa 3. A unidadeseparadora de banda alta/banda baixa 3 é configurada para ser, por exemplo,um LPF (Filtro Passa-Baixa), e executa divisão de banda do componentevertical x(n) do vetor de aceleração para separá-lo em um componente debanda alta xh(n) e um componente de banda baixa xl(n).

Neste momento, é desejado que as características da unidadeseparadora de banda alta/banda baixa 3 como um LPF sejam tais que 2 Hz a4Hz, que inclui componentes principais de aceleração caminhando oucorrendo, sejam uma banda passante. Além disso, é desejado que ocomponente vertical x(n), o componente de banda alta xh(n), e o componentede banda baixa xl(n) estejam em fase.

A razão para separar o componente vertical x(n) nocomponente de banda alta xh(n) e o componente de banda baixa xl(n) comoacima é que, como descrito mais cedo, o componente de banda baixa xl(n)inclui uma quantidade grande de componentes que mudam de acordo commovimento de corpo do usuário na direção vertical, e componentes de ruídosão misturados provavelmente no componente de banda alta xh(n). Ocomponente de banda alta xh(n) e o componente de banda baixa xl(n)separados pela unidade separadora de banda alta/banda baixa 3 como acimasão providos à unidade de processamento de detecção/determinação de pico 4.Relativo à função e operação da unidade de processamento dedetecção/determinação de pico 4

Como descrito mais cedo, a unidade de processamento dedetecção/determinação de pico 4 detecta um candidato de posição de pico nabase do componente de banda baixa xl(n) do componente vertical x(n) dovetor de aceleração, e identifica um candidato de posição de pico na base deuma relação de componente entre energia do componente de banda baixa eenergia do componente de banda alta para cada gama predeterminada usandoo candidato de posição de pico como uma referência.

A razão para usar a relação de componente entre a energia docomponente de banda baixa e a energia do componente de banda alta comoacima será descrita. Figuras 7 e 8 são diagramas mostrando gráficos de sinaisde aceleração em bandas individuais detectadas em casos onde o aparelho dedetecção de movimento de corpo desta concretização está montado a partesdiferentes do usuário. Especificamente, Figura 7 é um diagrama mostrandoum gráfico de sinais de aceleração detectados em um caso onde o aparelho dedetecção de movimento de corpo desta concretização é usado sendo fixadoem uma parte de cintura do usuário. Figura 8 é um diagrama mostrando umgráfico de sinais de aceleração detectados em um caso onde o aparelho dedetecção de movimento de corpo desta concretização é usado sendo colocadoem um bolso de calças do usuário.

Em ambas as Figuras 7 e 8, sinais de aceleração detectadospelo sensor de aceleração de três eixos 1 enquanto o usuário está caminhandosão medidos amostrando a 50 Hz. Além disso, em ambas as Figuras 7 e 8, ográfico na fila superior (Figura 7 A, Figura 8A) é o componente verticalextraído do vetor de aceleração de três eixos, isto é, x(n), o gráfico mostradona fila mediana (Figura 7B, Figura 8B) é o componente de banda baixa xl(n)no componente vertical x(n), e o gráfico na fila inferior (Figura 7C, Figura8C) é o componente de banda alta xh(n) do componente vertical x(n).

Além disso, como mostrado na Figura 7, em uma saída dedetecção do sensor de aceleração de três eixos 1 no caso onde o aparelho dedetecção de movimento de corpo desta concretização está montado na partede cintura do usuário, mudanças periódicas estão concentradas nocomponente de banda baixa xl(n) mostrado na fila mediana, e mudançasperiódicas estão quase ausentes no componente de banda alta xh(n) mostradona fila inferior, de forma que é compreendido que substancialmente sócomponentes correspondendo a movimentos para cima e para baixoatribuíveis a caminhar são medidos como sinais de aceleração.

Assim, no caso onde o aparelho de detecção de movimento decorpo desta concretização é usado estando montado na parte de cintura dousuário, é possível medir eficientemente só componentes correspondendo amovimento de corpo do usuário na direção vertical. Assim, é possível detectarmovimento de corpo como caminhar ou correr por verificação de limiar oudetecção de pico da forma de onda do componente de banda baixa xl(n) do5 componente vertical x(n), e executando processamento de contagem nisto, épossível implementar um pedômetro que é capaz de contar o número dospassos precisamente.

Simetricamente a isto, como mostrado na Figura 8, em umasaída de detecção do sensor de aceleração de três eixos 1 no caso onde o10 aparelho de detecção de movimento de corpo desta concretização é usadosendo colocado em um bolso do usuário, componentes de vibração(componentes de ruído), diferentes de movimentos periódicos para cima epara baixo correspondendo a caminhar, ocorrem ambos no componente debanda baixa xl(n) mostrado na fila mediana e no componente de banda alta15 xh(n) mostrado na fila inferior, particularmente, uma grande quantidadeocorre no componente de banda alta xh(n) mostrado na fila inferior. Assim,até mesmo se verificação de limiar ou detecção de pico for executada relativaao componente de banda baixa, a possibilidade de detectar incorretamente umcomponente de ruído, diferente de caminhar, como movimento de corpo, é20 muito alta.

A propósito, como mostrado em um segmento A, umsegmento B e um segmento C na Figura 8, no gráfico do componente debanda baixa mostrado na fila mediana, em um caso onde um segmento(região) onde a amplitude está abaixo de IG é segmentado, formas de onda25 correspondendo a movimentos para cima e para baixo atribuíveis a caminhar,que é um exercício periódico, são formas de onda do segmento A e dosegmento B, e a forma de onda do segmento C não é periódica, e é umavibração diferente de caminhar, isto é, um componente de ruído. Além disso,como mostrado na Figura 8, ao invés do segmento A e do segmento B, noqual o componente de banda alta é fraco, no segmento C, o componente debanda alta é forte.

Como acima, componentes correspondendo a movimentospara cima e para baixo do usuário atribuíveis a caminhar, que é um exercícioperiódico, aparecem notavelmente no componente de banda baixa xl(n), ecomponentes de ruído aparecem notavelmente no componente de banda altaxh(n). Assim, porque cada candidato de posição de pico detectado como umcandidato de posição de pico, uma região predeterminada tendo uma largurade tempo predeterminada antes e depois do candidato de posição de pico, édefinida.

Por exemplo, a gama predeterminada pode ser definida comoM segmentos de amostra antes e M segmentos de amostra depois docandidato de posição de pico (M é uma inteiro maior que ou igual a 1). Noteque nas Figuras 7 e 8, um valor mínimo, que é relativamente não suscetível aoefeito de ruído, é detectado como um valor de pico, e uma posição de picocorrespondendo a isso é identificada como um candidato de posição de pico.

Em cada gama predeterminada incluindo um candidato deposição de pico, definido como acima, uma relação d entre energia docomponente de banda baixa xl(n) e energia do componente de banda altaxh(n) é obtida. Figura 9 é um diagrama para explicar um método de cálculopara obter a relação de energia d. A energia eh do componente de banda altaxh(n) do componente vertical x(n) do vetor de aceleração pode ser obtida porequação (5-1) na Figura 9. Além disso, a el energia do componente de bandabaixa xl(n) do componente vertical x(n) do vetor de aceleração pode serobtida por equação (5-2) na Figura 9.

Note que na equação (5-1) e equação (5-2) na Figura 9, nldenota a posição de começo de uma região predeterminada incluindo umcandidato de posição de pico, e n2 denota a posição de fim da regiãopredeterminada incluindo o candidato de posição de pico. Além disso, arelação de energia d entre a energia do componente de banda baixa xl(n) e aenergia do componente de banda alta xh(n) pode ser obtida por equação (5-3)na Figura 9.

Em um caso onde a relação de energia d obtida como acima émenos que um limiar predeterminado D, a posição detectada como ocandidato de posição de pico incluído na região predeterminada é identificadacomo um candidato de posição de pico. Quer dizer, a posição identificadacomo o candidato de posição de pico é determinada como formando um picocorrespondendo a um exercício do usuário tal como caminhar ou correr, e épossível contar precisamente o número dos passos do usuário que executoucaminhada ou corrida contando os candidatos de posição de pico. Quer dizer,definindo um certo limiar D e determinando como caminhar ou correr sóquando a relação de energia d < o limiar D, o efeito de componentes devibração, diferente de caminhar ou correr, pode ser excluído.

Porém, como descrito acima, a fim de detectar mudançascorrespondendo a movimento de corpo do usuário, tal como caminhar oucorrer, até mesmo se um candidato de posição de pico for detectado na basedo componente de banda baixa xl(n) do componente vertical x(n) do vetor deaceleração e um candidato de posição de pico for identificado em atenção àrelação de energia d entre a energia el do componente de banda baixa xl(n) e aenergia eh do componente de banda alta xh(n), ainda, presumivelmente, hácasos onde determinação incorreta ocorre.

Figura 10 é um diagrama mostrando gráficos (formas de ondairregulares) em um caso onde sinais irregulares também estão misturados nocomponente de banda baixa xl(n) do componente vertical x(n) detectado pelosensor de aceleração de multi-eixo 1 devido ao efeito diferente de movimentode corpo periódico do usuário, tal como caminhar ou correr. No caso ondeuma operação irregular, diferente de caminhar ou correr, ocorre, por exemplo,cair, queda do aparelho de detecção de movimento de corpo, ou salto dousuário, como representado no gráfico do componente de banda baixa xl(n) nafila mediana da Figura 10, há casos onde componentes do movimento decorpo irregular, diferente de caminhar ou correr, estão misturados.

No caso onde componentes de movimento de corpo irregulardiferentes de caminhar ou correr estão misturados no componente de bandabaixa xl(n) do componente vertical x(n) do vetor de aceleração como acima,presumivelmente, há casos onde é determinado incorretamente comomovimento de corpo correspondendo a caminhar ou correr, que é umexercício periódico. Assim, comparação sobre se formas de onda de sinal sãosemelhantes em certos segmentos é executada, e é determinado comocaminhada ou corrida se as formas de onda forem semelhantes.

Por exemplo, na Figura 10, que são gráficos de um exemplo docomponente vertical x(n) (Figura 10A), o componente de banda baixa xl(n)(Figura 10B), e o componente de banda alta xh(n) (Figura 10C) do vetor deaceleração em um caso onde uma ação irregular diferente de caminhar oucorrer ocorre, é possível detectar uma posição A, uma posição B e umaposição C como posições de pico. Relativo a estas posições, pares sãoformados entre a posição Aea posição B, a posição Bea posição C, e aposição Aea posição C, e casamento é obtido relativo às formas de onda aoredor das posições de pico individuais entre o par.

Neste caso, como é aparente da Figura 10, relativo à forma deonda na redondeza da posição A, a forma de onda na vizinhança da posição B,e a forma de onda na vizinhança da posição C, não há nenhum parmutuamente semelhante, de forma que isto é determinado como sendodiferente de movimento de corpo de caminhar ou correr, que é um movimentode corpo periódico, e é possível determinar como não sendo movimento decorpo a um momento de caminhar ou correr.

Em contraste, como mostrado nas Figuras 7 e 8, no caso ondeo componente vertical x(n), o componente de banda baixa xl(n), e ocomponente de banda alta xh(n) do vetor de aceleração são detectados, em umcaso onde um segmento predeterminado incluindo uma posição identificadacomo um candidato de posição de pico é fixado, e um processo casamentocom formas de onda em um ou mais períodos precedentes ou seguintespredeterminados é executado, uma posição identificada como um candidatode posição de pico desde que um caso semelhante existe pode ser determinadacomo uma posição de pico formal.

Especificamente, no caso do exemplo mostrado na Figura 7, afim de reduzir o efeito de ruído, causando um valor mínimo a ser tomadocomo um valor de pico no gráfico do componente de banda baixa xl(n), comoo grau de semelhança entre as formas de onda incluindo posições de picoadjacentes é muito alto, é possível determinar uma posição identificada comocada candidato de posição de pico como uma posição de pico. Além disso,também no caso do exemplo mostrado na Figura 8, a fim de reduzir o efeitode ruído, um valor mínimo é feito ser tomado como um valor de pico nográfico componente de banda baixa do xl(n). Assim, o grau de semelhançaentre formas de onda incluindo todas as outras posições de pico entrecandidatos de posição de pico é muito alto, de forma que uma posiçãoidentificada como cada candidato de posição de pico pode ser determinadacomo uma posição de pico.

Como acima, um candidato de posição de pico é identificado,outro segmento predeterminado com o qual comparação é executada(casamento é obtido) relativo a uma forma de onda em um segmentopredeterminado incluindo o candidato é definido, e em um caso onde asformas de onda em ambos os períodos predeterminados são comparadas entresi e o grau de semelhança é alto, o candidato de posição de pico incluído nosegmento predeterminado do assunto de comparação pode ser determinadocomo uma posição de pico.

Outro segmento predeterminado que é comparado pode serdefinido como apropriado, por exemplo, entre segmentos predeterminadosadjacentes, entre segmentos predeterminados com um segmento entre eles, ouentre segmentos predeterminados com dois segmentos entre eles.Alternativamente, é possível fixar arbitrariamente as posições ou número desegmentos predeterminados que são comparados, como tal executarcomparação com um ou mais segmentos predeterminados precedentes (nadireção passada) e determinar o candidato de posição de pico no segmentopredeterminado da referência de comparação como uma posição de pico emum caso onde o grau de semelhança com dois ou mais segmentospredeterminados é alto.

Como acima, no aparelho de detecção de movimento de corpodesta concretização, a unidade de processamento de detecção/determinação depico 4 não só detecta um candidato de posição de pico de informação (formade onda) do componente de banda baixa xl(n) do componente vertical x(n) dovetor de aceleração e identifica um candidato de posição de pico em atenção àrelação de energia d entre a energia el do componente de banda baixa e aenergia eh do componente de banda alta, mas também executa comparação deforma de onda (casamento de forma de onda) entre segmentospredeterminados incluindo candidatos de posição de pico, de forma que tornapossível detectar precisamente movimento de corpo periódico do usuário, talcomo caminhar ou correr.

Além disso, desde que é possível detectar precisamentemovimento de corpo periódico do usuário, tal como caminhar ou correr,contando movimento de corpo do usuário, é possível implementar umpedômetro que é capaz de contar precisamente o número de passos do usuárioa um momento de caminhar ou correr. Note que, se a precisão puder serdegradada ligeiramente, como descrito mais cedo, o número de passos podeser contado de acordo com candidatos de posição de pico identificadosusando a relação de energia d sem executar casamento de forma de onda.Função e operação da unidade analisadora de posição de passo 5

Pelas funções das partes individuais do sensor de aceleração 1,da unidade de extração de componente vertical 2, da unidade separadora debanda alta/banda baixa 3, e da unidade de processamento dedetecção/determinação de pico que 4 descrita acima, na base de saídas dedetecção do sensor de aceleração 1 montado no corpo do usuário, é possíveldetectar precisamente movimento de corpo na direção vertical, que ocorre nocorpo do usuário correspondentemente a caminhar ou correr pelo usuário.Contando o movimento de corpo detectado como acima, também tornapossível contar precisamente o número de passos do usuário.

Porém, o estado de ação do usuário não é sempre um estado deação no qual caminhada ou corrida está sendo executada, e em alguns casos, oestado é um estado estacionário, ou um estado indefinido que não é um estadoestacionário ou um estado de ação. Assim, se for possível adquirirprecisamente o estado de ação do usuário, em um caso onde movimento decorpo é contado, tal como contar o número de passos, é possível ademaisprevenir uma operação incorreta tal como contar movimento de corpo atémesmo em um estado estacionário ou um estado indefinido.

Além disso, se for compreendido que o usuário está em umestado de ação onde um exercício tal como caminhar ou correr está sendoexecutado, torna possível detectar precisamente movimento de corpo dousuário durante o período, adquirir precisamente o lance de movimento decorpo (ritmo de movimento de corpo) do usuário, e controlar um dispositivode acordo com o lance transitivo do usuário. Assim, no aparelho de detecçãode movimento de corpo desta concretização, a unidade analisadora de posiçãode passo 5 é configurada para ser capaz de receber provisão de informaçãoindicando uma posição de pico determinada pela unidade de processamentode detecção/determinação de pico 4, e baseado nisto, adquirir precisamente oestado de ação do usuário, e também ser capaz de detectar precisamente olance de movimento de corpo em um caso onde o usuário está executando umexercício periódico, tal como caminhar ou correr.

Figura 11 é um diagrama para explicar transição do estado deação do usuário. Como mostrado na Figura 11, é assumido que três estados de"indefinido", "estacionário", e "caminhada/corrida" existem como estados deação do usuário. Aqui, "estacionário" significa um estado onde movimento docorpo do usuário está completamente ausente, ""caminhada/corrida" significaum estado onde o usuário está caminhando ou está correndo, e "indefinido"significa um estado diferente dos dois estados anteriores. Além disso, éassumido que um estado inicial começa de "indefinido". Além disso, éassumido que, no caso de uma transição do estado "estacionário" para oestado de "caminhada/corrida" ou no caso de uma transição do estado de"caminhada/corrida" para o estado "estacionário", a transição ocorre peloestado "indefinido".

Além disso, na unidade analisadora de posição de passo 5, nabase de informação de posição de pico determinada da unidade deprocessamento de detecção/determinação de pico 4, primeiro, o estado deação do usuário é determinado. Aqui, na Figura 11, discriminando os estadosde transição individuais de transição A para transição G, o estado de ação dousuário é discriminado.

Quer dizer, transições de estado de ação são adquiridas emdetalhes também considerando um caso onde cada estado é mantido como umestado de transição, tal como um caso onde o estado "indefinido" é mantido éuma transição A, um caso onde uma mudança do estado "indefinido" para oestado de "caminhada/corrida" ocorre é uma transição B, um caso onde oestado de "caminhada/corrida" é mantido é uma transição C, um caso ondeuma transição do estado de "caminhada/corrida" para o estado "indefinido"ocorre é uma transição D, um caso onde uma transição do estado "indefinido"para o estado "estacionário" ocorre é uma transição E, um caso onde umatransição do estado "estacionário" para o estado "indefinido" ocorre é umatransição F, e um caso onde o estado "estacionário" é mantido é uma transiçãoG.

A seguir, condições para discriminação dos estados de5 transição individuais serão descritas. Como descrito mais cedo, adiscriminação dos estados de transição individuais é executada na base deuma posição de pico determinada pela unidade de processamento dedetecção/determinação de pico 4. Em seguida, a "posição de picodeterminada" também é chamada um "passo detectado". Quer dizer, a posição10 de pico determinada pela unidade de processamento dedetecção/determinação de pico 4 é considerada como um passocorrespondendo a um movimento de corpo do usuário na direção vertical.Além disso, (1) se nem a condição para o caso da transição B ou a condiçãopara o caso da transição C, descrito abaixo, for satisfeita, o estado é15 determinado como a transição A, e o estado "indefinido" é mantido.

Além disso, (2) depois que é determinado que o estado é atransição A, relativo a mais novos de passos detectados (posições de picodeterminadas), intervalos de tempo entre passos adjacentes são calculados.Em um caso onde os intervalos de tempo são constantes, é determinado que o20 estado é a transição B, em que uma transição do estado "indefinido" para oestado de "caminhada/corrida" ocorre, e que o estado de ação do usuário setornou o estado de "caminhada/corrida". Neste caso, um intervalo de passo dereferência (lance de referência Ps) é calculado previamente. Como serádescrito mais tarde, o intervalo de passo de referência é um valor médio de25 intervalos entre passos usados para determinar que o estado é a transição B.

Além disso, (3) depois que é determinado que o estado é atransição B ou a transição C, em um caso onde o intervalo entre um passodetectado recentemente e um passo imediatamente precedendo está dentro deuma certa gama de erro relativa a um múltiplo inteiro do intervalo de passo dereferência (lance de referência Ps), o estado é determinado como a transiçãoC, e o estado de "caminhada/corrida" é mantido. Por outro lado, depois que oestado é determinado como a transição B ou a transição C, em um caso onde acondição para determinar o estado como (3) a transição C descrita acima não5 está satisfeita, é determinado que o estado é a transição D e que o estado deação do usuário é o estado "indefinido".

Além disso, (5) depois que o estado é determinado como atransição A ou a transição D, em um caso onde nenhum passo é detectado(nenhuma posição de pico é determinada) durante um período predeterminado10 ou mais tempo, é determinado que o estado é a transição E, em que umatransição de "indefinido" para "estacionário" ocorre, e que o estado de ação dousuário é o estado "estacionário". Além disso, (6) depois que é determinadoque o estado é a transição E ou a transição G, em um caso onde um passo édetectado (uma posição de pico é determinada), é determinado que o estado é15 a transição F, em que uma transição de "estacionário" para "indefinido"ocorre, e que o estado de ação do usuário se tornou o estado "indefinido".

Por outro lado, (7) depois que o estado é determinado como atransição E ou a transição G, em um caso onde nenhum passo é detectado(nenhuma posição de pico é determinada), o estado é determinado como a20 transição G, e como o estado de ação do usuário. O estado "estacionário" émantido.

Note que na determinação de (2) se o estado for a transição Bdescrita mais cedo, o critério para determinar se o intervalo de passo éconstante pode ser determinado de acordo com se uma variância ou desvio-25 padrão dos intervalos de passo existe, ou de acordo com se a diferença entre ovalor maior e o valor menor é menos que ou igual a um limiar. Além disso,como o intervalo de passo de referência, uma média de intervalos de tempodos passos usada para determinação pode ser usada como descrito mais cedo.Alternativamente, um valor médio de intervalos de tempo dos passos usadopara determinação pode ser usado.

Figura 12 é um diagrama mostrando formas de onda em umcaso onde um passo é detectado (uma posição de pico é determinada) desaídas de detecção do sensor de aceleração 1 usando as funções de partesindividuais do sensor de aceleração 1, da unidade de extração de componentevertical 2, da unidade separadora de banda alta/banda baixa 3, e da unidade deprocessamento de detecção/determinação de pico 4 do aparelho de detecçãode movimento de corpo mostrado na Figura 1. Também na Figura 12, um picoé tomado no lado de valor mínimo. A forma de onda mostrada na Figura 12Arepresenta a forma de onda em um caso onde quatro passos (posições de picodeterminadas) são detectados do estado "indefinido". Figura 12B representauma forma de onda em um caso onde um passo imediatamente sucessivo édetectado do estado da Figura 12A. Usando tal Figura 12, um exemplo detransição de estado será descrito especificamente.

Primeiro, suponha que o estado é inicialmente "indefinido" naforma de onda mostrada na Figura 12A. Então, desde que quatro passos sãodetectados (duas posições de pico são determinadas), a unidade analisadora deposição de passo 5 calcula intervalos de passo individuais de segmentos depasso adjacentes TI, T2, e T3, e compara estes intervalos de passo. No casodeste exemplo, como os intervalos do segmentos de passo individuais TI, T2,e T3 são substancialmente constantes, neste caso, o estado pode serdeterminado como a transição B, em que uma transição de "indefinido" para"caminhada/corrida" ocorre.

Neste momento, a unidade analisadora de posição de passo 5calcula o lance de referência (intervalo de passo de referência) Ps por equação(6-1) mostrada na Figura 13. Note que a equação (6-1) mostrada na Figura 13é uma equação para calcular o lance de referência Ps no estado da Figura12A, e se o segmentos de passo aumentarem, os segmentos adicionados nonumerador e o número de segmentos no denominador mudam.Então, em um caso onde uma mudança ocorre do estadomostrado na Figura 12A ao estado mostrado na Figura 12B, o intervalo depasso do segmento de passo mais recente T4 é comparado com o lance dereferência Ps calculado por equação (6-1) na Figura 13. Neste caso, como ointervalo de passo do segmento de passo T4 e o lance de referência Ps sãosubstancialmente os mesmos, é determinado que a diferença está dentro dagama de erro, o estado é determinado como a transição C, e o estado de"caminhada/corrida" é mantido.

Note que como o período (intervalo de passo) de lance durantecaminhada ou corrida no" estado de "caminhada/corrida", o lance dereferência pode ser usado como um valor representativo, ou um valor médiodos intervalos de passo dentro de um certo segmento de tempo ou um valormédio de um número predeterminado dos intervalos de passo pode ser usado.

Além disso, na descrição anterior, sem distinção entre o estadode "caminhada" e o estado de "corrida", o estado é adquirido como um estadodo estado de "caminhada/corrida". Porém, não há nenhuma limitação a isso.Podia ser permitido adquirir o estado de "caminhada" e o estado de "corrida"individualmente como estados diferentes.

Como um critério para distinção entre caminhada e corrida,além da condição para determinação da transição B de (2) descrita mais cedo,é possível para (A) determinar o estado como o estado de "corrida" em umcaso onde o intervalo de passo é menos que um certo valor e determinar oestado como "caminhada" em outros casos, ou (B) determinar o estado comoo estado de "corrida" em um caso onde o valor de pico da forma de onda deaceleração é maior que ou igual a um certo valor e determinar o estado comoo estado de "caminhada" em outros casos. Obviamente, nem a condição (A)ou (B) descritas acima pode ser usada, ou ambas as condições (A) e (B)descritas acima podem ser usadas.

Além disso, embora o estado de "caminhada" e o estado de"corrida" possam ser definidos como estados de ação completamente s comodescrito acima, assumindo que a transição de estado ocorre de acordo com aFigura 11, como um atributo do estado de "caminhada/corrida", usandoqualquer uma das duas ou ambas das condições (critérios) (A) e (B) descritosacima, "caminhada" e "corrida" podem ser adquiridos separadamente.

Além disso, relativo à determinação sobre se o estado é atransição C, em vez de comparar diretamente o intervalo de passo e o lance dereferência (intervalo de passo de referência) Ps, determinação é executadausando um múltiplo inteiro do lance de referência Ps como uma referência.Fazendo como acima serve para prevenir transição de estado não intencionalem um caso onde uma perda é detecção de passo ocorre.

Por exemplo, no aparelho de detecção de movimento de corpodesta concretização, como descrito mais cedo, na unidade de processamentode detecção/determinação de pico 4, um candidato de posição de pico édetectado, um candidato de posição de pico é identificado em atenção àenergia da banda alta e da banda baixa, e além disso, comparação de forma deonda é executada para cada intervalo predeterminado incluindo o candidato deposição de pico, por esse meio determinando uma posição de pico.

Porém, há uma possibilidade que casamento com formas deonda perto não é obtido e uma perda de detecção ocorre se a forma de onda deaceleração estiver temporariamente perturbada embora o usuário estejacontinuando caminhar. Assim, como descrito mais cedo, em um caso ondedeterminação da transição C é executada pela unidade analisadora de posiçãode passo 5, "determinando com referência a um múltiplo de inteiro do lancede referência", na unidade de processamento de detecção/determinação depico 4 no estágio prévio, torna possível executar estimação de estadoestavelmente até mesmo se uma perda de detecção de um passo de caminhada(uma perda de determinação de uma posição de pico) ocorrer.

Por exemplo, Figura 14 mostra um exemplo de um caso onde,no estado de "caminhada/corrida", perda de detecção (a perda de contagem)de dois passos (posições de pico) indicados por sinais χ (sinais cruzados)ocorre, de forma que o intervalo entre o passo (posição de pico) detectadomais recentemente e o passo (posição de pico) detectado imediatamente antescorresponde a três passos.

No caso do exemplo mostrado na Figura 14, na condição paradeterminar se o estado é a transição C, em um caso onde o intervalo entre opasso recentemente detectado e o passo imediatamente precedente está dentrode uma certa gama de erro relativa a um múltiplo inteiro do intervalo de passode referência (lance de referência Ps), o estado é determinado como atransição C, e o estado de "caminhada/corrida" é mantido.

Assim, em vez de acumular simplesmente passos detectadosum por um, até mesmo em um caso onde nenhum passo (posição de pico) édetectado, em um caso onde o estado de "caminhada/corrida" é mantido,usando múltiplos do lance de referência como assuntos de acumulação, tornapossível medir o número dos passos mais precisamente. Portanto, aplicandoesta invenção a um pedômetro, também serve para melhorar a precisão dopedômetro.

Como acima, no aparelho de detecção de movimento de corpodesta concretização, as partes individuais do sensor de aceleração 1, daunidade de extração de componente vertical 2, da unidade separadora debanda alta/banda baixa 3, da unidade de processamento dedetecção/determinação de pico 4, e da unidade analisadora de posição depasso 5 funcionam de uma maneira organizada, de forma que é possíveldetectar precisamente movimento de corpo do usuário, tal como caminhar oucorrer, e adquirir isto.Aplicação a Aparelho Específico

A seguir, casos de aplicação de um aparelho, método eprograma a aparelhos específicos serão descritos. Em seguida, descrição serádada separadamente para um caso de aplicação desta invenção a umpedômetro, e um caso de aplicação para um aparelho reprodutor acústico.Relativo a aplicação a um pedômetro

Primeiro, um caso onde uma concretização de um aparelho,método, e programa desta invenção é aplicada a um pedômetro será descrito.Figura 15 é um diagrama de bloco para explicar um pedômetro 100 destaconcretização. Como mostrado na Figura 15, o pedômetro 100 destaconcretização é formado conectando um sensor de aceleração de três eixosIOla uma unidade de controle 110 por um conversor A/D 102 e conectandouma unidade de exibição 103 e uma unidade de operação 104.

Como o sensor de aceleração de três eixos 101, qualquer umformado arranjando sensores de aceleração de um eixo em três eixos de umeixo de X, um eixo Y e um eixo Z ortogonais um ao outro, ou um formadoencapsulando sensores de aceleração de três eixos ortogonais em um pacotepode ser usado. As saídas de detecção individuais (saídas analógicas) do eixoX, eixo Y e eixo Z do sensor de aceleração de três eixos 101 são providas aoconversor A/D 102, onde elas são convertidas em dados digitais em umformato no qual processamento pela unidade de controle 110 é permitido, e osdados digitais são providos à unidade de controle 110.

A unidade de controle 110 controla partes individuais dopedômetro 100 desta concretização, e, como mostrado na Figura 15, éconfigurada como um microcomputador no qual uma CPU (Unidade deProcessamento Central) 111, uma ROM (Memória Só de Leitura) 112, umaRAM (Memória de Acesso Aleatório) 113, e uma memória não volátil 114estão conectadas por um barramento de CPU 115.

Aqui, a CPU 111 executa vários programas para formar sinaisde controle providos a partes individuais, executar vários tipos de cálculo, eassim sucessivamente, e serve como uma unidade principal paraprocessamento ou controle na unidade de controle 110. A ROM 112 armazenae mantém vários tipos de programas executados pela CPU 111 ou dadosprecisados para processamento.

Além disso, a RAM 113 é usada principalmente como umaárea de trabalho, tal como armazenar temporariamente resultadosintermediários de processamento, e também é usada como uma memóriatemporária ou similar que armazena e mantém dados de aceleração na formade valores numéricos do sensor de aceleração 101 provido pelo conversorA/D 102. A memória não volátil 114 é uma memória na qual dadosarmazenados não são apagados mesmo quando a memória é desenergizada,tal como uma EEPROM (ROM Eletricamente Apagável e Programável) ouuma memória flash, e armazena e mantém dados que são para serem mantidosaté mesmo quando energia é desligada, tais como parâmetros que foramfixados, programas adicionados, e assim sucessivamente.

Além disso, a unidade de exibição 103 conectada à unidade decontrole 110 inclui um circuito de controle de exibição e é provida com umelemento de exibição tal como um LCD (Mostrador de Cristal Líquido), ummostrador EL orgânico (Eletroluminescência), ou um CRT (Tubo de RaiosCatódicos), e exibe um valor de contagem do número de passos, váriasinformações de orientação, e assim sucessivamente de acordo com controlepela unidade de controle 110. Especificamente, em resposta à provisão dedados de exibição da unidade de controle 110, a unidade de exibição 103forma sinais de vídeo a serem providos ao elemento de exibição dos dados deexibição, e provê os sinais de vídeo para o elemento de exibição, por meio deque informação de exibição correspondendo aos dados de exibição da unidadede controle 110 é exibida em uma tela de exibição do elemento de exibição.

Além disso, a unidade de operação 104 é provida por umatecla de reiniciação, várias teclas de função, e assim sucessivamente, e écapaz de receber entrada de uma operação por um usuário e prover um sinalelétrico correspondendo a isso. A unidade de controle 110 é configurada paraser capaz de controlar partes individuais em resposta ao sinal elétrico eexecutar processamento de acordo com a instrução pelo usuário.

Além disso, no pedômetro 100 desta concretização, a unidadede controle 110 implementa as funções da unidade de extração decomponente vertical 2, da unidade separadora de banda alta/banda baixa 3, daunidade de processamento de detecção/determinação de pico 4, e da unidadeanalisadora de posição de passo 5 do aparelho de detecção de movimento decorpo mostrado na Figura 1, e também implementa a função de uma unidademedidora de passo que executa medição de passo.

Quer dizer, na base de saídas de detecção do sensor deaceleração 101, como descrito usando a Figura 1, a unidade de controle 110do pedômetro 100 desta concretização executa extração de um componentevertical, separação de uma banda alta/banda baixa do componente vertical,detecção de candidato de posição de pico e identificação de um candidato deposição de pico, e decisão de uma posição de pico por casamento de forma deonda, e mede o número dos passos na base da posição de pico decidida.

Além disso, na base da posição de pico decidida, é configuradapara ser capaz de adquirir precisamente o estado de ação do usuário e adquirirprecisamente lance de movimento de corpo de caminhada, corrida, ou similar,de forma que em um caso onde o estado de ação do usuário é"caminhada/corrida", é possível medir o número dos passos do usuário maisprecisamente na base do lance de movimento de corpo.

Em seguida, com referência a fluxogramas nas Figuras 16 a21, vários processos executados principalmente pela unidade de controle 110do pedômetro desta concretização mostrada na Figura 15 serão descritos emdetalhes.

Relativo a processo de extração de componente vertical

Figura 16 é um fluxograma para explicar um processo deextração de componente vertical executado principalmente pela unidade decontrole 110 do pedômetro 100 desta concretização mostrada na Figura 15.Quando o pedômetro 100 desta concretização é energizado e entrada de umainstrução para executar medição do número dos passos é aceita pela unidadede operação 104, a CPU 111 da unidade de controle 110 executa primeiro umprocesso mostrado na Figura 16.

A unidade de controle 110 começa um processo de obter dadosde aceleração (dados de vetor de aceleração) providos pelo conversor A/D102 e memorizar os dados de aceleração na RAM 113 (etapa S101), e calculaum valor inicial do vetor de aceleração gravitacional g usando o vetor deaceleração obtido (etapa S102). Então, contador de amostra c é reajustado(zero) (etapa S103). O processo da etapa SlOl a etapa S103 corresponde aoque é chamado um processo inicial depois da energização.

Então, a unidade de controle 110 determina se o valor docontador de amostra c é maior do que um valor predeterminado N (etapaS104). Nesta concretização, a fim de reduzir a quantidade de cálculo,recálculo do vetor de aceleração gravitacional g é executado a intervalos de Namostras (N é um inteiro maior que ou igual a 1).

Quando é determinado no processo de determinação da etapaS104 que o contador de amostra c é maior do que o valor predefinido N, aunidade de controle 110 executa o processo de recálculo do vetor deaceleração gravitacional g (etapa S105), e então fixa um valor 0 para ocontador de amostra c (etapa S106). Quer dizer, o processo da etapa S106 éum processo de reiniciação do contador de amostra c. Então, usando o vetorde aceleração gravitacional g obtido pelo recálculo mais recente e o vetor deaceleração an, um componente vertical vn é obtido por cálculo como descritousando a Figura 2 ou Figura 3 (etapa S107).

Além disso, em um caso onde é determinado na etapa S104que o valor do contador de amostra c não é maior do que o valor N, usando ovalor inicial do vetor de aceleração gravitacional g calculado na etapa S102 e0 vetor de aceleração mais recente an, como descrito mais cedo, umcomponente vertical vn é obtido por cálculo como descrito usando a Figura 2ou Figura 3 (etapa S107).

Então, depois do processo da etapa S107, a unidade decontrole 110 obtém os dados de aceleração mais recentes (etapa S108), soma

1 ao contador de amostra c (etapa S109), e repete o processo da etapa S104. Ocomponente vertical do vetor de aceleração obtido na etapa S107 como acimaé usado para o processo de separação de banda alta/banda baixa.

Nesta concretização, o processo de recalcular o vetor de aceleração gravitacional g na etapa S105 e o processo de calcular o valorinicial do vetor de aceleração gravitacional na etapa S102 são basicamente osmesmos processos, e o vetor de aceleração gravitacional g é calculado comoum valor estimado de aceleração gravitacional tomando uma média móvel dedados dos eixos individuais do vetor de aceleração.

Os processos executados na etapa S102 e etapa S105 serãodescritos especificamente. Aqui, um caso será considerado onde a posição deamostra atual é nl e uma aceleração gravitacional é obtida de dados deaceleração das M amostras passadas. Neste caso, a fim de obter um vetor deaceleração gravitacional gx do eixo X, uma soma é obtida somando dados deaceleração axn do eixo X nas amostras individuais de uma amostra que estáM+l amostras antes da posição de amostra atual para nl, e a soma é divididapelo valor M, por meio de que o vetor de aceleração gravitacional gx do eixoX é obtido.

Semelhantemente, em um caso onde um vetor de aceleraçãogravitacional gy do eixo Y é para ser obtido, uma soma é obtida somandodados de aceleração ayn do eixo Y nas amostras individuais da amostra queestá M+l amostras antes da posição de amostra atual para nl, e dividindo asoma pelo valor M, por meio de que o vetor de aceleração gravitacional gy doeixo Y é obtido. Além disso, em um caso onde um vetor gravitacional gz doeixo Z é para ser obtido, uma soma é obtida somando dados de aceleração azndo eixo Z nas amostras individuais da amostra que está M+l amostras antesda posição de amostra atual para nl, e dividindo a soma pelo valor M, pormeio de que o vetor de aceleração gravitacional gz do eixo Z é obtido.

No caso onde um vetor de aceleração gravitacional é calculadoda maneira descrito acima, é desejado que uma média seja tomada usando umsegmento suficientemente longo de forma que componentes de aceleraçãodevido a movimento sejam calculados em média e cancelados. Porém, se osegmento for longo demais, falha para seguir a inclinação do aparelho (falhapara refletir corretamente a inclinação do aparelho), de forma que, porexemplo, é apropriado fixar o período para ser cerca de vários segundos.

Além disso, no processo de extrair um componente vertical naetapa S107, como descrito mais cedo, é possível obter (extrair) umcomponente vertical vn na base do vetor de aceleração mais recente an e ovetor gravitacional g pela equação (1-3) mostrada na Figura 2 ou equação (2-3) mostrada na Figura 3.

Como descrito acima, a unidade de controle 110 implementa afunção como a unidade de extração de componente vertical 2 executando oprocesso mostrado na Figura 16.

Note que embora estimação da aceleração gravitacional sejaexecutada a intervalos de N amostras a fim de reduzir a quantidade de cálculono pedômetro 100 desta concretização como mostrado na Figura 16, não hánenhuma limitação a isso. Estimação da aceleração gravitacional pode serexecutada para toda amostra. O processo de cálculo para estimação daaceleração gravitacional não está limitado a tomar médias móveis de dadosdos eixos individuais. Por exemplo, o método de mínimo quadrado ou similarpode ser usado.

Relativo a processo de separação de banda alta/banda baixa de componenteverticalEntão, o componente vertical do vetor de aceleração extraídopelo processo mostrado na Figura 16 é separado em um componente de bandaalta e um componente de banda baixa. Fazendo isto, como descrito mais cedo,por exemplo, extraindo, como o componente de banda baixa, componentesem uma banda de 2 Hz a 4 Hz, que inclui componentes principais deaceleração atribuíveis a caminhada ou corrida, e extraindo, como ocomponente de banda alta, componentes em uma banda mais alta que 4 Hz, épossível separar o componente vertical em um componente de banda alta deuma banda predeterminada e um componente de banda baixa de uma bandapredeterminada.

No componente vertical x(n) extraído pelo processo mostradona Figura 16, picos correspondendo a movimentos para cima e para baixoenvolvidos em exercício de caminhada do usuário ocorrem. Particularmente,no componente de banda baixa xl(n) do componente vertical x(n), picoscorrespondendo a movimentos para cima e para baixo envolvidos emexercício de caminhada do usuário ocorrem notavelmente. Assim, umcandidato de posição de pico é detectado na base do componente de bandabaixa xl(n) obtido separando o componente vertical x(n), e um candidato deposição de pico é identificado na base de uma relação entre energia docomponente de banda baixa xl(n) e energia do componente de banda altaxh(n).

Relativo a processo de detectar e identificar candidato de posição de pico

Figura 17 é um fluxograma para explicar um processo dedetectar e identificar um candidato de posição de pico, executadoprincipalmente pela unidade de controle 110 do pedômetro 100 destaconcretização mostrada na Figura 15. O processo mostrado na Figura 17 éexecutado, por exemplo, para cada amostragem, na base do componente debanda baixa xl(n) e do componente de banda alta xh(n) obtido separando ocomponente vertical x(n) extraído pelo processo de extração de componentevertical descrito usando a Figura 16.

Primeiro, como descrito mais cedo, a unidade de controle 110executa um processo de procurar (detectar) candidato de posição de pico nabase do componente de banda baixa xl(n) separado do componente verticalx(n) (etapa S201). Especificamente, relativo ao componente de banda baixaxl(n), por exemplo, para cada amostragem, os dados de componente de bandabaixa mais recentemente obtidos e os dados de componente de banda baixaimediatamente precedentes são comparados, e em um caso onde os dados decomponente de banda baixa imediatamente precedentes são maiores e osdados de componente de banda baixa imediatamente precedentes são maioresque ou iguais a um valor predeterminado, os dados de componente de bandabaixa imediatamente precedentes são detectados como um candidato de umvalor de pico, e a posição do valor de pico é detectada como um candidato deposição de pico.

Então, a unidade de controle 110 determina se um candidatode posição de pico foi detectado (etapa S202), e quando é determinado quenenhum candidato foi detectado, a unidade de controle 110 termina oprocesso mostrado na Figura 17, e executa o processo mostrado na Figura 17novamente a uma próxima temporização de amostragem.

Por outro lado, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S202 que um candidato de posição de pico foidetectado, a unidade de controle 110, usando o componente de banda baixaxl(n) na vizinhança dos candidatos de posição de pico, calcula a energia el docomponente de banda baixa xl(n) em uma gama predeterminada incluindo ocandidato de posição de pico de acordo com a equação (5-2) na Figura 9(etapa S203). Além disso, semelhantemente, a unidade de controle 110,usando o componente de banda alta xh(n) na vizinhança do candidato deposição de pico, calcula a energia eh do componente de banda alta xh(n) nagama predeterminada incluindo o candidato de posição de pico de acordo coma equação (5-1) na Figura 9 (etapa S204).

Então, de acordo com a equação (5-3) na Figura 9, a unidadede controle 110 calcula uma relação de energia d entre a energia el docomponente de banda baixa xl(n) calculada na etapa S203 e a energia eh docomponente de banda alta xh(n) calculada na etapa S204 (etapa S205), edetermina se a relação de energia calculada d é menos que um limiarpredeterminado D (etapa S206).

Em um caso onde é determinado no processo de determinaçãoda etapa S206 que a relação de energia d não é menos que o limiarpredeterminado D, isto é, que uma grande quantidade de ruído existe nocomponente de banda alta xh(n), como a possibilidade que a posiçãodetectada como o candidato de posição de pico é detecção incorreta é alta, ocandidato de posição de pico detectado não é identificado como um candidatode posição de pico, o processo mostrado na Figura 17 é terminado, e oprocesso mostrado na Figura 17 é executado novamente a uma próximatemporização de amostragem.

Em um caso onde é determinado no processo de determinaçãoda etapa S206 que a relação de energia d é menos que o limiarpredeterminado D, isto é, que ruído no componente de banda alta xh(n) épequeno, como a confiabilidade da posição detectada como o candidato deposição de pico é alto como uma posição de pico, o candidato de posição depico detectado é identificado como um candidato de posição de pico, e ocandidato de posição de pico é gravado, por exemplo, em uma memóriatemporária de gravação de posição de pico, tal como a RAM 113 (etapaS207). Então, o processo mostrado na Figura 17 é terminado, e o processomostrado na Figura 17 é executado novamente a uma próxima temporizaçãode amostragem.

Como acima, a unidade de controle 110 do pedômetro 100desta concretização detecta um candidato de posição de pico na base docomponente de banda baixa xl(n) obtido por divisão de banda do componentevertical x(n) extraído do vetor de aceleração an, e além disso, identifica, comoum candidato de posição de pico, só uma posição que é confiável como umcandidato de posição de pico na base da energia el do componente de bandabaixa xl(n) e da energia eh do componente de banda alta xh(n) na gamapredeterminada incluindo a posição detectada como o candidato de posição depico.

Note que o processo mostrado na Figura 17 é umaimplementação da função de detecção de pico (a função de detectar eidentificar um candidato de posição de pico) entre as funções da unidade deprocessamento de detecção/determinação de pico implementada pela unidadede controle 110.

Relativo a processo de casamento de forma de onda e contagem de número depassos

Figura 18 é um fluxograma para explicar um processo dedeterminar posições de pico de posições identificadas como candidatos deposição de pico e contar o número dos passos do usuário na base das posiçõesde pico, que é um processo executado principalmente pela unidade decontrole 110 do pedômetro 100 desta concretização mostrada na Figura 15.

No processo mostrado na Figura 18, na base dos candidatos deposição de pico identificados pelo processo mostrado na Figura 17, casamentode forma de onda é executado entre segmentos predeterminados incluindocandidatos de posição de pico para determinar posições de pico verdadeiras, eas posições de pico determinadas são contadas, por esse meio contando onúmero dos passos do usuário precisamente.

Os candidatos de posição de pico identificados pelo processomostrado na Figura 18 são armazenados na memória temporária de gravaçãode posição de pico, por exemplo, a RAM 113 ou similar, pelo processo daetapa S207 no processo mostrado na Figura 17. Assim, a unidade de controle110 acha (procura) candidato de posição de pico ainda a ser verificado damemória temporária de gravação de posição de pico (etapa S301). Se umcandidato de posição de pico ainda a ser verificado puder ser determinado deacordo com se um indicador de já verificado fixado para cada candidato deposição de pico identificado está ΌΝ/OFF como será descrito mais tarde.Normalmente, o candidato de posição de pico mais recentemente gravado setorna um candidato de posição de pico ainda a ser verificado.

Então, a unidade de controle 110 determina se um candidatode posição de pico pl ainda a ser verificado foi achado no processo da etapaS301 (etapa S302). Quando é determinado no processo de determinação daetapa S302 que o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado foiachado, um processo de casamento é executado entre uma forma de onda emuma gama predeterminada incluindo o candidato de posição de pico pie umaforma de onda em uma gama predeterminada incluindo outro candidato deposição de pico em uma gama dos N segundos passados do candidato deposição de pico pl (etapa S303).

Note que no processo da etapa S303, embora dependa dafreqüência de amostragem, casamento com formas de onda em uma ou maisgamas predeterminadas é executado. Além disso, relativo a formas de ondausadas para casamento, é executado na base de formas de onda docomponente de banda baixa xl(n). Obviamente, como formas de onda paracomparação, formas de onda do componente vertical x(n) podem ser usadas.

Então, na base do processo da etapa S303, a unidade decontrole 110 determina se um candidato de posição de pico passado p2casando com o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado foiachado (etapa S304). Quer dizer, no processo de determinação da etapa S304,é determinado se uma forma de onda em uma gama predeterminada incluindoum candidato de posição de pico passado tendo um alto grau de semelhançacom a forma de onda da gama predeterminada incluindo o candidato deposição de pico pl ainda a ser verificado foi achada.

Quando é determinado no processo de determinação da etapaS304 que o candidato de posição de pico passado p2 casando com o candidatode posição de pico pl ainda ser verificado foi achado, o candidato de posiçãode pico pl ainda ser verificado é determinado como uma posição de pico e"1" é adicionado à contagem de número de passos, e o indicador de já contadopara o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado é ativado (etapaS305).

Além disso, é determinado se o indicador de já contado docandidato de posição de pico passado p2, atualmente achado como umcasamento, está ativado (etapa S306). Em um caso onde o indicador de jácontado do candidato de posição de pico passado p2 está ativado, o indicadorde já verificado para o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificadoé ativado (etapa S307), o processo mostrado na Figura 18 é terminado, e umapróxima temporização de execução esperada.

Por outro lado, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S306 que o indicador de já contado do candidato deposição de pico passado p2 não está ativado, relativo ao candidato de posiçãode pico passado p2, embora nenhum pico de casamento exista antes, desdeisto casa recentemente com o candidato de posição de pico pl, o candidato deposição de pico passado p2 também é determinado como uma posição de picoe "1" é adicionado à contagem de número de passos, e o indicador de jácontado para o candidato de posição de pico passado p2 é ativado (etapaS308). Procedendo ao processo da etapa S307, o indicador de já verificadopara o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado é ativado (etapaS307), o processo mostrado na Figura 18 é terminado, e uma próximatemporização de execução é esperada.

Além disso, no caso onde é determinado no processo dedeterminação da etapa S302 que o candidato de posição de pico pl ainda a serverificado não é achado e no caso onde é determinado no processo dedeterminação da etapa S304 que o candidato de posição de pico passado p2casando com o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado não éachado, o processo mostrado na Figura 18 é terminado, e uma próximatemporização de execução é esperada.

Como acima, depois de identificar os candidatos de posição depico pelo processo descrito usando a Figura 17, posições de pico sãodecididas e as posições de pico decididas são contadas pelo processomostrado na Figura 18, de forma que seja possível contar precisamente onúmero dos passos correspondendo a caminhada ou corrida pelo usuário.

Note que embora o número dos passos correspondendo acaminhada ou corrida do usuário seja contado precisamente aqui contando asposições de pico decididas pelo processo da Figura 18, contanto que umaprecisão planejada possa ser alcançada, o número dos passos correspondendoa caminhada ou corrida pelo usuário pode ser contado contando o número decandidatos de posição de pico identificados pelo processo mostrado na Figura17.

Note que o processo mostrado na Figura 18 implementa afunção de decidir uma posição de pico entre as funções da unidade deprocessamento de detecção/determinação de pico 4 implementada pelaunidade de controle 110, e também implementa a função de medição donúmero de passos como um pedômetro.Processo para prevenir perda de contagem no princípio

A propósito, no caso do processo mostrado na Figura 18, emum caso onde nenhum pico existe nos últimos N segundos, como quandocaminhada é começada de um estado estacionário, uma perda de contagemocorre. Assim, é possível prevenir uma perda de contagem adicionando umprocesso de obter casamento de um pico passado a um pico atual como naFigura 19.Quer dizer, em um caso onde uma perda de contagem donúmero de passos imediatamente depois do começo de ação (exercício) dousuário é para ser prevenida, o processo mostrado na Figura 19 é adicionadoantes ou depois do processo mostrado na Figura 18. Neste caso, a unidade decontrole 110 acha (procura) um candidato de posição de pico pl que é umcandidato de posição de pico N segundos antes do presente e que é ainda paraser contado da memória temporária de gravação de posição de pico (etapaS401).

O processo da etapa S401 é um processo de achar umcandidato de posição de pico passado que é ainda para ser contado. Para pôristo brevemente, é um processo de procurar um candidato de posição de picono princípio. A unidade de controle 110 determina se candidato de posição depico ainda a ser contado foi achado (etapa S402).

Quando é determinado no processo de determinação da etapaS402 que um candidato de posição de pico pl ainda a ser contado foi achado,considerando como um assunto uma gama do candidato de posição de pico plainda a ser contado no presente, casamento é executado entre uma forma deonda na gama predeterminada incluindo o candidato de posição de pico plainda a ser contado e uma forma de onda na gama predeterminada incluindoum candidato de posição de pico existindo na gama do candidato de posiçãode pico pl ainda a ser contado no presente (etapa S403).

Ao invés do processo na etapa S303 mostrado na Figura 18,que é um processo de casamento de forma de onda na direção do presentepara o passado, o processo na etapa S403 é um processo de casamento deforma de onda na direção do passado para o presente.

Então, na base do processo na etapa S403, a unidade decontrole 110 determina se um candidato de posição de pico p2 na direçãopresente casando com o candidato de posição de pico pl ainda a serverificado foi achado (etapa S404). Quer dizer, no processo de determinaçãoda etapa S404, é determinado se uma forma de onda na gama predeterminadaincluindo um candidato de posição de pico tendo um grau alto de semelhançacom a forma de onda na gama predeterminada incluindo o candidato deposição de pico pl ainda a ser contado foi achado na direção presente (adireção de decurso de tempo).

Quando é determinado no processo de determinação da etapaS404 que um candidato de posição de pico p2 na direção presente casandocom o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado foi achado, "1" éadicionado à contagem de número de passos, e o indicador de já contado docandidato de posição de pico pl ainda a ser verificado é ativado (etapa S405).

Assim, em um caso onde, para um candidato de posição depico passado não determinado como uma posição de pico desde que nenhumcandidato de posição de pico existe no passado, uma forma de onda tendo umalto grau de semelhança existe por comparação com uma forma de ondasubseqüente, é possível determinar o candidato de posição de pico passadocomo uma posição de pico e contar a posição de pico.

Além disso, a unidade de controle 110 determina se oindicador de já contado para o candidato de posição de pico p2 na direçãopresente está ativado (etapa S406). Quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S406 que o indicador de já contado para o candidato deposição de pico p2 na direção presente não está ativado, o candidato deposição de pico p2 na direção presente também é determinado como umaposição de pico, o valor "1" é adicionado à contagem de número de passos, eo indicador de já contado para o candidato de posição de pico p2 na direçãopresente é ativado (etapa S407).

Então, no caso onde é determinado no processo dedeterminação da etapa S406 que o indicador de já contado para o candidato deposição de pico p2 na direção presente está ativado ou depois do processo daetapa S407, a unidade de controle 110 termina o processo mostrado na Figura19, e espera por uma próxima temporização de execução.

Executando o processo mostrado na Figura 19 além doprocesso mostrado na Figura 19, por exemplo, relativo a uma forma de ondana vizinhança do primeiro pico, é possível obter um casamento com umaforma de onda na vizinhança de um pico temporalmente mais tarde (futuro)para determinar se é verdadeiramente um pico, e contá-lo quando é um pico.Processo de estimação de tipo de movimento de corpo e processo decontagem de número de passos

Como descrito acima, identificando os candidatos de posiçãode pico e contando os candidatos de posição de pico, ou determinandoposições de pico verdadeiras de candidatos de posição de pico e contando asposições de pico, é possível medir o número dos passos durante exercício dousuário, tal como caminhada ou corrida. Porém, há casos onde picos para osquais casamento não é obtido ocorrem devido ao efeito de ruído ou similar.

Assim, no pedômetro 100 desta concretização, pela funçãocomo a unidade analisadora de posição de passo 5 implementada pela unidadede controle 110, também é possível adquirir precisamente o estado de ação dousuário (tipo de movimento de corpo correspondendo ao estado de ação), e,em um caso onde caminhada ou corrida está sendo executada, contarprecisamente o número dos passos do usuário até mesmo por um períodoonde um pico para o qual não é possível obter casamento existe.

Figuras 20 e 21 são fluxogramas para explicar um processo deestimação de tipo de movimento de corpo e um processo de contagem denúmero de passos executado principalmente pela unidade de controle 110 dopedômetro 100 desta concretização. Como informação de posições de picousadas nos processos mostrados nas Figuras 20 e 21, dados de candidatos deposição de pico identificados pelo processo da Figura 17 e gravados namemória temporária de gravação de posição de pico são usados, e umprocesso de determinação de posição de pico por casamento de forma deonda, um processo de estimação de tipo de movimento de corpo, e umprocesso de contagem de número de passos são executados.

Quer dizer, subseqüente aos processos nas Figuras 16 e 17, osprocessos mostrados nas Figuras 20 e 21 são executados. Os processos nasFiguras 20 e 21 são implementados pela função da unidade de processamentode detecção/determinação de pico 4 e pela função da unidade analisadora deposição de passo 5.

Então, a unidade de controle 110 acha (procura) um candidatode posição de pico ainda a ser verificado da memória temporária de gravaçãode posição de pico, tal como a RAM 113 (etapa S501). Como será descritomais tarde, se um candidato de posição de pico for ainda para ser verificadopode ser discriminado na base de ΌΝ/OFF' do indicador de já verificadofixado para cada candidato de posição de pico identificado. Normalmente, umcandidato de posição de pico gravado mais recentemente se torna umcandidato de posição de pico ainda a ser verificado.

Então, a unidade de controle 110 determina se o candidato deposição de pico ainda a ser verificado foi achado no processo da etapa S501(etapa S502). Quando é determinado no processo de determinação da etapaS502 que o candidato de posição de pico ainda a ser achado foi achado, ovalor "0 (zero)" é fixado a um temporizador estacionário C (etapa S503).Então, a unidade de controle 110 executa um processo de casamento entreuma forma de onda na gama predeterminada incluindo o candidato de posiçãode pico pl e uma forma de onda na gama predeterminada incluindo outrocandidato de posição de pico na gama dos N segundos passados do candidatode posição de pico pl (etapa S504).

Note que no processo da etapa S504, embora dependa dafreqüência de amostragem, casamento é executado com formas de onda emuma ou mais gamas predeterminadas passadas. Além disso, relativo às formasde onda usadas para casamento, pode ser executado na base de formas deonda do componente de banda baixa xl(n). Obviamente, como formas de ondausadas para comparação, formas de onda do componente vertical x(n) podemser usadas.

Então, na base do processo na etapa S504, a unidade decontrole 110 determina se um candidato de posição de pico passado p2casando com o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado foiachado (etapa S505). Quer dizer, no processo de determinação da etapa S505,é determinado se uma forma de onda em uma gama predeterminada incluindoum candidato de posição de pico passado tendo um alto grau de semelhançacom a forma de onda na gama predeterminada incluindo o candidato deposição de pico pl ainda a ser verificado foi achada.

Quando é determinado no processo de determinação da etapaS505 que o candidato de posição de pico passado p2 casando com o candidatode posição de pico pl ainda a ser verificado foi achado, o candidato deposição de pico pl ainda a ser verificado é determinado como uma posição depico, o valor " 1" é adicionado à contagem de número de passos, e o indicadorde já contado para o candidato de posição de pico pl ainda a ser verificado éativado (etapa S506).

Então, é determinado se o indicador de já contado para ocandidato de posição de pico passado p2 atualmente achado como umcasamento está ativo (etapa S507). Em um caso onde é determinado noprocesso de determinação da etapa S507 que o indicador de já contado para ocandidato de posição de pico passado p2 está ativo, o procedimento procedeao processo mostrado na Figura 21.

Por outro lado, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S507 que o indicador de já contado para o candidato deposição de pico passado p2 não está ativo, relativo ao candidato de posição depico passado p2, embora nenhum casamento de pico exista antes, desde queisto recentemente casa com o candidato de posição de pico pl, o candidato deposição de pico passado p2 também é determinado como uma posição depico, o valor "1" é adicionado à contagem de número de passos, o indicadorde já contado para o candidato de posição de pico passado p2 é ativado (etapaS508), e o procedimento procede ao processo na Figura 21.

Além disso, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S502 mostrada na Figura 20 que o candidato deposição de pico pl ainda a ser verificado não foi achado, o valor "1" éadicionado ao temporizador estacionário C (etapa S509), e é determinado se otemporizador estacionário C ficou maior que o valor de referência (etapaS510).

Quando é determinado no processo de determinação da etapaS510 que o temporizador estacionário C ficou maior que o valor dereferência, o estado de ação do usuário é fixado como o estado "estacionário"(etapa S511), os processos nas Figuras 20 e 21 são terminados, e umapróxima temporização de execução é esperada. Por outro lado, quando édeterminado no processo de determinação da etapa S510 que o temporizadorestacionário C não ficou maior que o valor de referência, sem fazer nada, osprocessos mostrados nas Figuras 20 e 21 são terminados, e uma próximatemporização de execução é esperada.

Então, no caso onde é determinado no processo dedeterminação da etapa S507 que o indicador de já contado para o candidato deposição de pico passado p2 está ativo como descrito acima e depois doprocesso da etapa S508, o processo mostrado na Figura 21 é executado. Noprocesso mostrado na Figura 21, a unidade de controle 110 primeiro ativa oindicador de já verificado para o candidato de posição de pico pl ainda a serverificado (etapa S512).

Então, a unidade de controle 110 identifica uma posição depico passada pl' mais próxima à posição de pico pl para qual o indicador dejá verificado foi ativado recentemente pelo processo da etapa S512 (etapaS513), e calcula um intervalo TO entre a posição de pico pl e a posição depico imediatamente adjacente ρ Γ (etapa S514). No pedômetro 100 destaconcretização, como descrito usando a Figura 12, é possível manter trêsposições de pico, TO, Tl e T2 definidas individualmente entre quatro posiçõesde pico imediatamente adjacentes. Obviamente, um número maior deintervalos de pico pode ser mantido e usado.

Então, a unidade de controle 110 determina se o resultado dedeterminação do estado de ação mais recente do usuário é estado de["caminhada/corrida"] (etapa S515). Quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S515 que o estado de movimento do usuário não é oestado de ["caminhada/corrida"], como descrito acima, um valor médio Tados três intervalos TO, Tl e T2 determinados de acordo com as quatroposições de pico imediatamente adjacentes é calculado (etapa S516), valoressão obtidos subtraindo o valor médio Ta individualmente para todos osintervalos de pico TO, Tl e T2, e é determinado se os valores obtidos sãomenos que o valor de referência para todos os intervalos de pico (etapa S517).

O processo de determinação da etapa S517 é um processo dedeterminar se os intervalos de pico TO, Tl, e T2 são substancialmente omesmo lance de forma que caminhada ou corrida, que é um movimento decorpo periódico, chegou a ser executado. Quando é determinado no processode determinação da etapa S517 que cada uma das diferenças entre osintervalos de pico individuais TO, Tl, e T2 é menos que ou igual ao valor dereferência, a unidade de controle 110 fixa o valor médio Ta como o lance dereferência Ps, e determina (identifica) o estado de ação do usuário como"caminhada/corrida" (etapa S518).

Então, a unidade de controle 110 executa um processo dedeslocar os intervalos de pico TO, Tl, e T2 (etapa S519). Quer dizer, ointervalo de pico Tl é deslocado ao intervalo de pico T2, e o intervalo de picoTO é deslocado ao intervalo de pico TI. Note que como para o intervalo depico TO, iniciação pode ser executada.

Depois do processo da etapa S519 e no processo dedeterminação da etapa S517, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S517 que cada uma das diferenças entre os intervalosde pico individuais TO, Tl e T2 e o valor médio Ta não é menos que ou igualao valor de referência, a unidade de controle 110 termina os processosmostrados nas Figuras 20 e 21, e espera por uma próxima temporização deexecução.

Além disso, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S515 que o estado de ação do usuário é o de["caminhada/corrida"], a unidade de controle 110 divide o intervalo de picomais recente TO pelo lance de referência Ps calcular um valor r (etapa S520).O processo da etapa S520 é um processo no qual um caso é considerado, ondeo que é suposto a ser detectado como um valor de pico não é detectado comoum valor de pico, e é um processo de calcular um número com o qual ointervalo de pico TO detectado mais recentemente é multiplicado para setornar o lance de referência Ps.

Então, um inteiro R mais próximo ao valor r calculado naetapa S520 é calculado (etapa S521). Por exemplo, em um caso onde o valor ré "0,1", "0,2", ou similar, o inteiro R é "0", em um caso onde o valor r é "0,9","1,1", ou similar, o inteiro R é "1", e se o valor r for "1,9" ou "2,1", o inteiro Ré "2". Então, a unidade de controle 110 determina se o valor absoluto de umvalor obtido subtraindo o inteiro R do valor r é menos que um valor dereferência predeterminado (etapa S522).

O processo de determinação da etapa S522 é um processo dedeterminar se o intervalo de pico mais recente TO é um múltiplo inteiro dolance de referência Ps. Quando é determinado no processo de determinação daetapa S522 que o valor absoluto do valor obtido subtraindo a inteiro R dovalor r não é menos que o valor de referência predeterminado, é determinadoque o intervalo de pico mais recente TO não é um múltiplo inteiro do lance dereferência Ps, e é determinado (identificado) que o estado de ação do usuárioé o estado "indefinido" (etapa S523). Então, a unidade de controle 110termina os processos mostrados nas Figuras 20 e 21, e espera por uma5 próxima temporização de execução.

Por outro lado, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S522 que o valor absoluto do valor obtido subtraindo ointeiro R do valor r é menos que o valor de referência predeterminado, édeterminado que o intervalo de pico mais recente TO é um múltiplo inteiro do10 lance de referência Ps, e é determinado se o inteiro Rl é maior do que o valor"1" (etapa S524). O processo de determinação da etapa S524 é um processode determinar se o intervalo de pico TO é maior do que ou igual a duas vezeso lance de referência Ps.

Quando é determinado no processo de determinação da etapa15 S524 que o inteiro R não é maior que 1, desde que o intervalo de pico maisrecente TO não é um segmento maior que ou igual a duas vezes o lance dereferência, a unidade de controle 110 termina os processos mostrados nasFiguras 20 e 21 sem fazer nada, e espera por uma próxima temporização deexecução.

20 Por outro lado, quando é determinado no processo de

determinação da etapa S524 que o inteiro R é maior que 1, desde que ointervalo de pico mais recente TO é um segmento maior que ou igual a duasvezes o lance de referência, a unidade de controle 110 soma um valor obtidosubtraindo 1 do inteiro R ao número de contagem (etapa S525), termina os25 processos mostrados nas Figuras 20 e 21, e espera por uma próximatemporização de execução.

Como acima, em um caso onde caminhada ou corrida estásendo executada enquanto estados de ação precisamente distintivos do usuáriopelos processos mostrados nas Figuras 20 e 21, até mesmo em um períodoonde um pico para o qual casamento não é obtido existe, é possível contar onúmero dos passos do usuário precisamente. Além disso, também é possíveldiscriminar em tempo real quatro estados de ação (tipos de movimento decorpo correspondendo a estados de ação) do estado "estacionário", do estado5 "indefinido", do estado de "caminhada", e do estado de "corrida".

Note que nos processos descritos usando as Figuras 20 e 21,quando o intervalo de pico mais recente TO é um segmento que é um múltiplointeiro do lance de referência, o número dos passos é medido de acordo comuma posição de pico para a qual medição falhou. Porém, não há nenhuma10 limitação a isso. Quer dizer, quando o intervalo de pico mais recente TO é umsegmento que é um múltiplo inteiro do lance de referência, considerando aamplitude do componente de banda baixa do componente vertical e também aamplitude do próprio componente vertical no segmento, pode serdiscriminado se uma posição de pico existir confiantemente na posição do15 múltiplo inteiro do lance de referência.

Especificamente, um valor de referência para a amplitude naposição de um múltiplo inteiro do lance de referência é provido, e se aamplitude for maior do que ou igual ao valor de referência, é reconhecidocomo um valor de pico e posição de pico, e se a amplitude for menos que o20 valor de referência, não é reconhecido como um valor de pico e posição depico. Note que é possível fixar um valor apropriado como o valor dereferência executando experiências.Aplicação a um aparelho reprodutor acústico

A seguir, um caso onde uma concretização de um aparelho,25 método e programa desta invenção é aplicada a um aparelho reprodutoracústico será descrito. Figura 22 é um diagrama de bloco para explicar umaparelho reprodutor acústico 200 desta concretização. Como será descritomais tarde, o aparelho reprodutor acústico 200 desta concretização é de umtipo portátil que é configurado para ser capaz de usar um meio de gravaçãocom uma capacidade relativamente grande para armazenar dados de pedaçode música (dados de música).

Como o meio de gravação, uso de vários tipos de meios dearmazenamento é concebível, tal como um disco rígido, um disco magneto-óptico tal como um MD (Mini Disco (marca registrada)), um disco óptico talcomo um CD ou um DVD, um cartão de memória, ou uma memória desemicondutor. Porém, aqui, para simplicidade de descrição, descrição serádada assumindo que o meio de gravação para armazenar dados de conteúdotais como dados de pedaço de música é um disco rígido.

Como mostrado na Figura 22, no aparelho reprodutor acústico200 desta concretização, um sensor de aceleração de três eixos 201 estáconectado a uma unidade de controle 210 por um conversor A/D 202, e comomeio de gravação com capacidades de armazenamento relativamente grandes,um banco de dados de pedaço de música (em seguida chamado uma DB depedaço de música) 203 e uma unidade de armazenamento de lista dereprodução 204 estão conectados.

Além disso, à unidade de controle 210, um alto-falante 206está conectado por uma unidade de processamento reprodutora de áudio 205,e uma unidade de operação 221 e uma unidade de exibição 222 comointerfaces de usuário estão conectadas. Além disso, é configurado com umterminal de entrada/saída 224 conectado por uma interface externa (emseguida chamada uma I/F externa) 223.

Semelhantemente para o sensor de aceleração 101 dopedômetro 100 descrito mais cedo, como o sensor de aceleração de três eixos201, qualquer um formado arranjando sensores de aceleração de um eixo emtrês eixos de um eixo X, um eixo Y, e um eixo Z ortogonais um ao outro, ouum formado encapsulando sensores de aceleração de três eixos ortogonais emum pacote pode ser usado. As saídas de detecção individuais (saídasanalógicas) do eixo X, eixo Y, e eixo Z do sensor de aceleração de três eixos201 são providas ao conversor A/D 202, onde elas são convertidas em dadosdigitais em um formato no qual processamento pela unidade de controle 210 épermitido, e os dados digitais são providos à unidade de controle 210.

A unidade de controle 210 controla partes individuais doaparelho reprodutor acústico 200 desta concretização, e semelhantemente paraa unidade de controle 110 do pedômetro 100 descrita mais cedo, éconfigurada como um microcomputador no qual uma CPU 211, uma ROM212, uma RAM 213, e uma memória não volátil 214 estão conectadas por umbarramento de CPU 215.

Aqui, a CPU 211 executa vários programas para formar sinaisde controle providos a partes individuais, para executar vários tipos decálculo, e assim sucessivamente, e serve como uma unidade principal paraprocessamento ou controle na unidade de controle 210. A ROM 212 armazenae mantém vários tipos de programas executados pela CPU 211 ou dadosprecisados para processamento.

Além disso, a RAM 213 é usada principalmente como umaárea de trabalho, tal como armazenar temporariamente resultadosintermediários de processamento, e também é usada como uma memóriatemporária ou similar que armazena e mantém dados de aceleração na formade valores numéricos do sensor de aceleração 201 providos pelo conversorA/D 202. A memória não volátil 214 é uma memória na qual dadosarmazenados não são apagados mesmo quando a memória é desenergizada,tal como uma EEPROM ou uma memória flash, e armazena e mantém dadosque são para serem mantidos até mesmo quando é desenergizada, tais comoparâmetros que foram fixados, programas adicionados, e assimsucessivamente.

Além disso, como descrito mais cedo, cada um do DB depedaço de música 203 e da unidade de armazenamento de lista de reprodução204 é um disco rígido. O DB de pedaço de música armazena e mantém dadosde um grande número de pedaços de música que podem ser tocados peloaparelho reprodutor acústico 200 desta concretização, por exemplo, comodados comprimidos de acordo com um método de compressão de dadospredeterminado.

Além disso, a unidade de armazenamento de lista dereprodução 204 armazena e mantém listas de reprodução de ocasiãoestacionária para instruir pedaços de música a serem tocados quando ousuário está no estado "estacionário", listas de reprodução de ocasião decaminhada para instruir pedaços de música a serem tocados quando o usuárioestá no estado de "caminhada", e listas de reprodução de ocasião de corridapara instruir pedaços de música a serem tocados quando o usuário está noestado de "corrida".

Quer dizer, relativo a listas de reprodução armazenadas naunidade de armazenamento de lista de reprodução 204, é permitido fazerdistinção entre listas de reprodução de ocasião estacionária, listas dereprodução de ocasião de caminhada, e listas de reprodução de ocasião decorrida, por exemplo, por informação tal como tipo de lista de reproduçãoanexada a cada lista de reprodução. Além disso, uma pluralidade de listas dereprodução existe individualmente como listas de reprodução de ocasiãoestacionária, listas de reprodução de ocasião de caminhada, e listas dereprodução de ocasião de corrida. Cada lista de reprodução é formadaregistrando previamente, por exemplo, em ordem de reprodução, IDs depedaço de música (identificadores de pedaço de música) tais como nomes dearquivo identificando um ou mais pedaços de música a serem tocados.

Note que embora o DB de pedaço de música 203 e a unidadede armazenamento de lista de reprodução 204 sejam mostradosseparadamente na Figura 22 a fim de clarificar a configuração, obviamente,há casos onde estes são formados no mesmo disco rígido.

A unidade de processamento reprodutora de áudio 205 recebeprovisão de dados de pedaço de música lidos do DB de pedaço de música 203pela unidade de controle 210, executa um processo de descompressão nosdados de pedaço de música para restabelecer dados de pedaço de músicaoriginais antes de compressão de dados, forma sinais de áudio analógicos emum formato provido ao alto-falante 206 dos dados de pedaço de músicarestabelecidos, e provê os sinais de áudio analógicos para o alto-falante 206.Assim, som correspondendo aos dados de pedaço de música escolhido a sertocado é produzido do alto-falante 206.

Note que, embora não mostrado, a unidade de processamentoreprodutora de áudio 205 desta concretização é configurada para também serconectada a um terminal de fone de cabeça. Em um caso onde um fone decabeça é conectado ao terminal de fone de cabeça, sinais de áudioprocessados pela unidade de processamento reprodutora de áudio 205 sãoprovidos ao fone de cabeça conectado ao terminal de fone de cabeça peloterminal de fone de cabeça em vez do alto-falante 206, de forma que sejapermitido escutar o som tocado pelo fone de cabeça.

Além disso, a unidade de operação 221 é provida com umatecla de tocar, uma tecla de parada, uma tecla de avanço rápido, uma tecla deretrocesso rápido, e várias outras teclas de função ou similares, e é capaz deaceitar entrada de operações pelo usuário e prover sinais elétricoscorrespondendo a isso à unidade de controle 210. Em resposta aos sinaiselétricos, a unidade de controle 210 é configurada para ser capaz de controlarpartes individuais e executar processamento de acordo com as instruções dousuário.

Além disso, a unidade de exibição 222 inclui um circuito decontrole de exibição e é provida com um elemento de exibição tal como umLCD (Mostrador de Cristal Líquido), um mostrador EL orgânico(Eletroluminescência), ou um CRT (Tubo de Raios Catódicos), e exibe váriasinformações de orientação e assim sucessivamente de acordo com controlepela unidade de controle 210. Especificamente, em resposta à provisão dedados de exibição da unidade de controle 210, a unidade de exibição 222forma sinais de vídeo a serem providos ao elemento de exibição dos dados deexibição, e provê os sinais de vídeo ao elemento de exibição, por meio de queinformação de exibição correspondendo aos dados de exibição da unidade decontrole 210 é exibida em uma tela de exibição do elemento de exibição.

Além disso, é permitida ser conectada a um dispositivoexterno, tal como um computador pessoal, pela I/F externa 223 e o terminalde entrada/saída 224. Além disso, é permitido receber provisão de dados depedaço de música ou uma lista de reprodução do dispositivo externo peloterminal de entrada/saída 224 e a I/F externa 223, e armazenar os dados depedaço de música no DB de pedaço de música 203 enquanto armazenando alista de reprodução na unidade de armazenamento de lista de reprodução 204.

Reciprocamente, pelo controle da unidade de controle 210,também é permitido produzir dados de pedaço de música armazenados no DBde pedaço de música 203 para o dispositivo externo pela unidade de controle210, pela I/F externa 223, e pelo terminal de entrada/saída 224, e formar umacópia de reserva em um meio de gravação do dispositivo externo, ou criarsemelhantemente uma cópia de reserva de uma lista de reproduçãoarmazenada e mantida na unidade de armazenamento de lista de reprodução204 em um meio de gravação do dispositivo externo.

Além disso, exibindo uma lista de sinopse de dados de pedaçode música armazenados no DB de pedaço de música 203 na unidade deexibição 222, e selecionando dados de pedaço de música planejados pelaunidade de operação 221 e introduzindo distinção entre um lista dereprodução de ocasião estacionária, uma lista de reprodução de ocasião decaminhada, e um lista de reprodução de ocasião de corrida, também é possívelcriar uma lista de reprodução no aparelho reprodutor acústico 200 destaconcretização.Além disso, no aparelho reprodutor acústico 200 destaconcretização, dados de pedaço de música selecionados pela operaçãounidade 221 são lidos do DB de pedaço de música 203 pela unidade decontrole 210, e são providos à unidade de processamento reprodutora de áudio205. Por conseguinte, torna possível tocar um pedaço de música instruído dousuário pela unidade de operação 221 de forma que o pedaço de música possaser escutado.

Além disso, em um caso onde uma lista de reprodução a serusada é instruída pela unidade de operação, dados de pedaço de música sãolidos do DB de pedaço de música 203 pela unidade de controle 210 de acordocom a lista de reprodução instruída e são providos à unidade deprocessamento reprodutora de áudio 205, de forma que seja permitido tocarum pedaço de música de acordo com a lista de reprodução.

Além disso, em um caso onde um modo para selecionar umlista de reprodução é selecionado automaticamente, também é permitidoselecionar um lista de reprodução apropriada de acordo com um estado deação do usuário. No aparelho reprodutor acústico 200 desta concretização, aunidade de controle 210 implementa as funções como a unidade de extraçãode componente vertical 2, a unidade separadora de banda alta/banda baixa 3, aunidade de processamento de detecção/determinação de pico 4, e a unidadeanalisadora de posição de passo 5 no aparelho de detecção de movimento decorpo mostrado na Figura 1, e adquire precisamente o lance de ação (ritmo deação) do usuário, de forma que seja possível selecionar automaticamente umlista de reprodução apropriada de listas de reprodução de ocasião estacionária,listas de reprodução de ocasião de caminhada, e listas de reprodução deocasião de corrida de acordo com o estado de ação do usuário.

Quer dizer, a unidade de controle 210 do aparelho reprodutoracústico 200 desta concretização tem uma função de executar processos comoextração de um componente vertical, separação do componente vertical embanda alta/banda baixa, detecção de um candidato de posição de pico eidentificação de um candidato de posição de pico, e decisão de uma posiçãode pico por casamento de forma de onda, na base de saídas de detecção dosensor de aceleração 201, como descrito usando a Figura 1.

Além disso, na base da posição de pico decidida, é permitidoadquirir precisamente o estado de ação do usuário e adquirir precisamente umlance de movimento de corpo de caminhada, corrida, ou similar, de formaque, também levando o lance de movimento de corpo em conta, um lista dereprodução apropriada possa ser selecionada automaticamente de acordo como estado de ação do usuário e um pedaço de música pode ser tocado usando alista de reprodução selecionada.

Em seguida, com referência a um fluxograma na Figura 23,um processo em um caso onde um lista de reprodução apropriada éselecionada de acordo com o estado de ação do usuário em um caso onde ummodo para selecionar automaticamente uma lista de reprodução no aparelhoreprodutor acústico desta concretização será descrito. Figura 23 é umfluxograma para explicar um processo em um caso onde uma lista dereprodução apropriada é selecionada de acordo com o estado de ação dousuário no aparelho reprodutor acústico desta concretização.

O processo mostrado na Figura 23 é executado principalmentepela unidade de controle 210 do aparelho reprodutor acústico 200 destaconcretização. Primeiro, semelhantemente ao caso da unidade de controle 110do pedômetro 100 mostrado na Figura 15, a unidade de controle 210 executaum processo de estimação de tipo de movimento de corpo (etapa S601). Oprocesso da etapa S601 é um processo no qual (1) como descrito usando aFigura 16, um componente vertical é extraído de um vetor de aceleração dosensor de aceleração de três eixos 201, (2) o componente vertical extraído éseparado em um componente de banda alta e um componente de banda baixa,(3) usando estes componentes, como descrito usando a Figura 17, oscandidatos de posição de pico são identificados, e (4) usando informação doscandidatos de posição de pico identificados, os processos mostrados nasFiguras 20 e 21 são executados para adquirir o estado de ação e o lance deação do usuário.

Note que nos processos mostrados nas Figuras 20 e 21, não énecessário executar um processo de contar o número dos passos. Não é necessárioexecutar o processo das etapas S506 a S508 e o processo da etapa S525.

Então, a unidade de controle 210 determina se o estado deação do usuário mudou (etapa S602). No processo de determinação, porexemplo, como resultados de determinação do estado de ação, o resultado deuma determinação prévia e o resultado de uma determinação atual sãomantidos, de forma que seja possível determinar que o estado de ação mudouem um caso onde estes resultados são diferentes.

Quando é determinado no processo de determinação da etapa

5602 que o estado de ação não mudou, o processo mostrado na Figura 23 éterminado, e uma próxima temporização de execução é esperada. Quando édeterminado no processo de determinação da etapa S602 que o estado de açãomudou, é determinado se o estado depois da mudança, isto é, o resultado dadeterminação atual, é o estado "estacionário" (etapa S603).

Se for determinado no processo de determinação da etapa

5603 que o resultado da determinação atual é o estado "estacionário", umalista de reprodução de ocasião estacionária armazenada na unidade dearmazenamento de lista de reprodução 204 é usada, e um pedaço de música(música) é tocado de acordo com a lista de reprodução de ocasião estacionária(etapa S604). Então, o processo mostrado na Figura 23 é terminado, e umapróxima temporização de execução é esperada.

Por outro lado, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S603 que o resultado da determinação atual não é oestado "estacionário", é determinado se o resultado da determinação atual é oestado de "caminhada/corrida" (etapa S605). Quando é determinado noprocesso de determinação da etapa S605 que o resultado é o estado de"caminhada/corrida", é determinado se o lance de referência Ps obtido pelosprocessos nas Figuras 20 e 21, que é o processo da etapa S601, é menos queum valor predefinido (etapa S606).

O valor predefinido usado no processo de determinação daetapa S606 é um valor para determinar se o estado de ação do usuário estácaminhando ou está correndo. Em um caso onde o lance de referência Ps nãoé menos que o valor predefinido, é possível determinar que o lance dereferência não é ainda suficientemente rápido e que o estado é o estado decaminhada. Por outro lado, em um caso onde o lance de referência é menosque o valor predefinido, é possível determinar que o lance de referência ésuficientemente rápido e que o estado é o estado de corrida.

Assim, quando é determinado no processo de determinação daetapa S606 que o lance de referência PS não é menos que o valor predefinido,o estado de ação do usuário é determinado como o estado de "caminhada",uma lista de reprodução de ocasião de caminhada armazenada na unidade dearmazenamento de lista de reprodução 204 é usada, e um pedaço de música(música) é tocado de acordo com o lista de reprodução de ocasião decaminhada (etapa S607). Então, a unidade de controle 210 termina o processomostrado na Figura 23, e espera por uma próxima temporização de execução.

Por outro lado, quando é determinado no processo dedeterminação da etapa S606 que o lance de referência PS é menos que o valorpredefinido, o estado de ação do usuário é determinado como o estado de"corrida", um lista de reprodução de ocasião de corrida armazenada naunidade de armazenamento de lista de reprodução 204 é usada, e um pedaçode música (música) é tocado de acordo com o lista de reprodução de ocasiãode corrida (etapa S608). Então, a unidade de controle 210 termina o processomostrado na Figura 23, e espera por uma próxima temporização de execução.Como acima, o aparelho reprodutor acústico 200 destaconcretização é configurado para determinar o estado de ação do usuárioapropriadamente e trocar automaticamente a uma lista de reprodução deacordo com o estado de ação do usuário, de forma que seja possível tocar umpedaço de música de acordo com movimento de corpo do usuário.

Note que como descrito mais cedo, há casos onde umapluralidade de listas de reprodução está preparada individualmente comolistas de reprodução de estacionário ocasião, listas de reprodução de ocasiãode caminhada, e listas de reprodução de ocasião de corrida. Em tal caso, aordem de uso pode ser definida previamente de forma que as listas dereprodução sejam usadas de acordo com a ordem, ou as freqüências de usodas listas de reprodução individuais podem ser armazenadas e uma lista dereprodução com uma baixa freqüência de uso pode ser usada, oureciprocamente, um lista de reprodução com uma alta freqüência de uso podeser usada. Alternativamente, o usuário pode especificar previamente listas dereprodução a serem usadas individualmente relativas a listas de reprodução deocasião estacionária, listas de reprodução de ocasião de caminhada, e listas dereprodução de ocasião de corrida.

Além disso, também no pedômetro 100 descrito mais cedo,executando o processo na Figura 19 antes dos processos nas Figuras 20 e 21,é possível medir o número dos passos precisamente desde o princípio doprocesso de medir o número de passos.

Além disso, foi descrito que os sensores de aceleração de trêseixos 101 e 201 são usados no pedômetro 100 e no aparelho reprodutoracústico 200 descrito acima. Porém, não há nenhuma limitação a isso. Umsensor de aceleração de um eixo pode ser usado, ou um sensor de aceleraçãode dois eixos pode ser usado. Porém, em um caso onde um eixo ou sensor deaceleração de dois eixos é usado, o sensor de aceleração deve ser arranjadoem uma tal direção que componentes principais de movimento de corpopossam ser captados como sinais.

Porém, é preferível usar um sensor de aceleração de três eixosdesde que restrições não surgem relativas à posição de montagem ou direçãode montagem usando um sensor de aceleração de três eixos e, como descritomais cedo, executando processos tal como extração de um componentevertical e consideração de uma relação de energia entre um componente debanda alta e um componente de banda baixa.

Além disso, embora um sensor de aceleração de três eixos sejausado e um componente vertical seja extraído de um vetor de aceleração detrês eixos nas concretizações descritas acima, não há nenhuma limitação aisso. Por exemplo, um sinal de um eixo para o qual a intensidade de sinal émais forte entre os três eixos pode ser considerado e selecionado como umcomponente vertical.

Além disso, embora um período de lance de movimento decorpo seja obtido detectando posições de pico de um componente vertical deum vetor de aceleração no pedômetro 100 e no aparelho reprodutor acústico 200descrito acima, não há nenhuma limitação a isso. Como meio para identificarposições de pico (posições de passo), um tal mecanismo pode ser provido queuma chave é provida no fundo de sapatos e o contato da chave é fechado porandar de um pé durante caminhada ou corrida, ou meio para detectar passo podeser provido provendo uma medida de distorção no fundo de sapatos.

Além disso, desde que é possível medir precisamente o lancede movimento de corpo (ritmo de caminhada ou ritmo de corrida) do usuáriono aparelho reprodutor acústico 200 da concretização descrita acima, fazendoa unidade de controle 210 controlar a unidade de processamento reprodutora deáudio 205, torna possível controlar o ritmo de reprodução de um pedaço demúsica que é tocada de acordo com o ritmo de movimento de corpo do usuário.

Controlando o ritmo de reprodução de um pedaço de músicaque é tocada de acordo com o ritmo de movimento de corpo do usuário comodescrito acima, o usuário sente um senso de envolvimento com o pedaço demúsica que é tocada, de forma que torna possível executar um exercícioeficientemente tal como caminhar ou correr ou continuá-lo confortavelmente.

Além disso, o aparelho de detecção de movimento de corpo,método de detecção de movimento de corpo, e programa de detecção demovimento de corpo das concretizações descritas acima pode ser aplicado avários tipos de dispositivos eletrônicos que devem ser usados detectandomovimento de corpo de um usuário na direção vertical, por exemplo, treinandomáquinas tais como máquinas de corrida em casa usadas em academias deginástica ou similares, ou aparelhos reprodutores acústicos do tipo instalado,como também pedômetros e aparelhos reprodutores acústicos portáteis.

Além disso, Figuras 16 a 21 e Figura 23 são aplicações demétodos e programas de acordo com esta invenção, e é possível usar métodosde acordo com esta invenção executando processos de acordo com osfluxogramas mostrados nas Figuras 16 a 21 e Figura 23, e é possívelimplementar programas de acordo com esta invenção criando programas deacordo com os fluxogramas mostrado nas Figuras 16 a 21 e Figura 23.

Além disso, definindo processos em uma unidade de controlede forma que as funções das partes individuais mostradas na Figura 1 sejamimplementadas, é possível implementar métodos de acordo com estainvenção. Semelhantemente, criando programas a serem executados por umaunidade de controle de forma que as funções das partes individuais mostradasna Figura 1 sejam implementadas, é possível implementar programas deacordo com esta invenção.

De acordo com esta invenção, é possível remover ruído edetectar precisamente movimento de corpo do usuário na direção vertical.Quer dizer, é possível implementar um aparelho, método, e programa paradetectar movimento de corpo que são robustos contra ruído (não suscetíveisao efeito de ruído).

Claims

1. Aparelho de detecção de movimento de corpo, caracterizadopelo fato de que inclui:um sensor de aceleração configurado para ser montado em umcorpo de um usuário;meio de extração de componente vertical para extrair umcomponente vertical de uma aceleração de uma saída de detecção do sensorde aceleração;meio de separação para executar separação de componente docomponente vertical extraído pelo meio de extração de componente verticalem um componente de banda alta e um componente de banda baixa;meio de detecção para detectar um candidato de posição depico na base do componente de banda baixa do componente vertical separadopelo meio de separação;meio de identificação para identificar o candidato de posiçãode pico detectado pelo meio de detecção como um candidato de posição depico em um caso onde uma relação entre a energia do componente de bandabaixa e energia do componente de banda alta em uma gama predeterminadaincluindo o candidato de posição de pico é menos que um valorpredeterminado; emeio de detecção de movimento de corpo para detectarmovimento de corpo do usuário na base do candidato de posição de picoidentificado pelo meio de identificação.

2. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui:meio de decisão para fixar, porque cada candidato de posiçãode pico identificado pelo meio de identificação, uma gama predeterminadaincluindo o candidato de posição de pico, executar casamento com uma formade onda em outra gama predeterminada usando uma forma de onda em cadagama predeterminada fixa como um assunto, e decidir o candidato de posiçãode pico incluído na forma de onda usada como o assunto como uma posiçãode pico em um caso onde um grau de semelhança é alto,em que o meio de detecção de movimento de corpo detectamovimento de corpo do usuário na base da posição de pico decidida pelomeio de decisão.

3. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que inclui:meio de estimação de intervalo para estimar um intervalo depasso executando análise relativa a um padrão de série de tempo formado deuma pluralidade de candidatos de posição de pico identificados pelo meio deidentificação ou um padrão de série de tempo formado de uma pluralidade deposições de pico decididas pelo meio de decisão; emeio de discriminação para discriminar pelo menos trêsestados de "estacionário", "caminhada/corrida", e "indefinido" como estadosde ação do usuário na base do intervalo de passo estimado pelo meio deestimação de intervalo.

4. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:quando o estado é "indefinido", que é diferente do "estadoestacionário", onde nenhuma posição de pico é detectada de modo algum, eem que o intervalo de passo não é regular, meio de determinação é capaz demudar o estado de ação do usuário de "indefinido" para "caminhada/corrida"em um caso onde o intervalo de passo é estimado pelo meio de estimação deintervalo como sendo regular durante vários passos; emeio de cálculo de lance de referência é provido para calcularum lance de referência na base do intervalo de passo estimado pelo meio deestimação de intervalo em um caso onde o estado de ação do usuário foimudado pelo meio de determinação de "indefinido" para "caminhada/corrida".

5. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que:o meio de determinação compara um intervalo de passo maisrecente estimado pelo meio de estimação de intervalo com o lance dereferência, e mantém o estado de " caminhada/corrida" em um caso onde umadiferença disso está dentro de uma gama de erro prefixada ou dentro de umagama de erro predeterminada relativa a um múltiplo inteiro do lance dereferência.

6. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que inclui:meio de contagem para contar passos do usuário na base dointervalo de passo estimado pelo meio de estimação de intervalo,em que o meio de contagem executa interpolação de contagemna base de um múltiplo inteiro do lance de referência do intervalo de passoem um caso onde o estado de ação do usuário é discriminado como"caminhada/corrida" pelo meio de discriminação.

7. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que inclui:meio de determinação para determinar se o estado de ação dousuário é "caminhada" ou "corrida" na base do intervalo de passo estimadopelo meio de estimação de intervalo em um caso onde o estado de ação dousuário é discriminado pelo meio de discriminação como o estado de"caminhada/ corrida".

8. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui:meio de determinação para determinar se o estado de ação dousuário é "caminhada" ou "corrida" na base de um valor de pico docomponente de banda baixa obtido pelo meio de obtenção e o intervalo depasso estimado pelo meio de estimação de intervalo em um caso onde oestado de ação do usuário é discriminado pelo meio de discriminação como oestado de "caminhada/corrida".

9. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que inclui:meio mantendo lista de reprodução de pedaço de música paraarmazenar e manter uma ou mais listas de reprodução de pedaço de musicaformadas em associação com estados de ação do usuário; emeio de seleção para selecionar uma lista de reprodução depedaço de música usada para reproduzir um pedaço de música do meio demanutenção de lista de reprodução de pedaço de música de acordo com umestado de ação do usuário discriminado pelo meio de discriminação.

10. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui:meio reprodutor para dados de pedaço de música;meio controlador de reprodução para controlar uma taxa dereprodução de um pedaço de música pelo meio reprodutor de acordo com umperíodo de movimento de corpo do usuário detectado pelo meio de detecçãode movimento de corpo,em que o aparelho de detecção de movimento de corpo temuma função como um aparelho reprodutor de pedaço de música.

11. Aparelho de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:o sensor de aceleração é de um tipo de multi-eixo, e o meio deextração de componente vertical calcula um vetor de aceleração gravitacionalde um vetor de aceleração que é uma saída de detecção do sensor deaceleração de multi-eixo, e extrai um componente vertical de uma aceleraçãoexecutando cálculo usando o vetor de aceleração do sensor de aceleração demulti-eixo e o vetor de aceleração gravitacional calculado.

12. Método de detecção de movimento de corpo, caracterizadopelo fato de que inclui:um processo de extração de componente vertical de extrair umcomponente vertical de uma aceleração de uma saída de detecção do sensorde aceleração configurado para ser montado em um corpo de um usuário;um processo de separação de executar separação decomponente do componente vertical extraído no processo de extração decomponente vertical em um componente de banda alta e um componente debanda baixa;um processo de detecção de detectar um candidato de posiçãode pico na base do componente de banda baixa do componente verticalseparado no processo de separação;um processo de identificação de identificar o candidato deposição de pico detectado no processo de detecção como um candidato deposição de pico em um caso onde uma relação entre a energia do componentede banda baixa e energia do componente de banda alta em uma gamapredeterminada incluindo o candidato de posição de pico é menos que umvalor predeterminado; eum processo de detecção de movimento de corpo de detectarmovimento de corpo do usuário na base do candidato de posição de picoidentificado no processo de identificação.

13. Método de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que inclui:um processo de decisão de fixar, porque cada candidato deposição de pico identificado no processo de identificação, uma gamapredeterminada incluindo o candidato de posição de pico, executar casamentocom uma forma de onda em outra gama predeterminada usando uma forma deonda em cada gama predeterminada fixa como um assunto, e decidir ocandidato de posição de pico incluído na forma de onda usada como o assuntocomo uma posição de pico em um caso onde um grau de semelhança é alto,em que, no processo de detecção de movimento de corpo,movimento de corpo do usuário é detectado na base da posição de picodecidida no processo de decisão.

14. Método de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que inclui:um processo de estimação de intervalo de estimar um intervalode processo executando análise relativa a um padrão de série de tempoformado de uma pluralidade de candidatos de posição de pico identificados noprocesso de identificação ou um padrão de série de tempo formado de umapluralidade de posições de pico decididas no processo de decisão; eum processo de discriminação de discriminar pelo menos trêsestados de "estacionário", "caminhada/corrida", e "indefinido" como estadosde ação do usuário na base do intervalo de processo estimado no processo deestimação de intervalo.

15. Método de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que:o sensor de aceleração configurado para ser montado no corpodo usuário é de um tipo de multi-eixo; eno processo de extração de componente vertical, um vetor deaceleração gravitacional é calculado de um vetor de aceleração que é umasaída de detecção do sensor de aceleração de multi-eixo, e um componentevertical de uma aceleração é extraído executando cálculo usando o vetor deaceleração do sensor de aceleração de multi-eixo e o vetor de aceleraçãogravitacional calculado.

16. Programa de detecção de movimento de corpocaracterizado pelo fato de que faz um computador, o computador estandomontado em um aparelho de detecção de movimento de corpo que é providocom um sensor de aceleração configurado para ser montado em um corpo deum usuário e que detecta movimento de corpo do usuário usando uma saídade detecção do sensor de aceleração, executar:uma etapa de extração de componente vertical de extrair umcomponente vertical de uma aceleração da saída de detecção do sensor deaceleração;uma etapa de separação de executar separação do componentevertical extraído na etapa de extração de componente vertical em umcomponente de banda alta e um componente de banda baixa;uma etapa de detecção de detectar um candidato de posição depico na base do componente de banda baixa do componente vertical separadona etapa de separação;uma etapa de identificação de identificar o candidato deposição de pico detectado na etapa de detecção como um candidato deposição de pico em um caso onde uma relação entre a energia do componentede banda baixa e energia do componente de banda alta em uma gamapredeterminada incluindo o candidato de posição de pico é menos que umvalor predeterminado; euma etapa de detecção de movimento de corpo de detectarmovimento de corpo do usuário na base do candidato de posição de picoidentificado na etapa de identificação.

17. Programa de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que inclui:uma etapa de decisão de fixar, porque cada candidato deposição de pico identificado na etapa de identificação, uma gamapredeterminada incluindo o candidato de posição de pico, executar casamentocom uma forma de onda em outra gama predeterminada usando uma forma deonda em cada gama predeterminada fixa como um assunto, e decidir ocandidato de posição de pico incluído na forma de onda usada como o assuntocomo uma posição de pico em um caso onde um grau de semelhança é alto,em que, na etapa de detecção de movimento de corpo,movimento de corpo do usuário é detectado na base da posição de picodecidida na etapa de decisão.

18. Programa de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que inclui:uma etapa de estimação de intervalo de estimar um intervalode passo executando análise relativa a um padrão de série de tempo formadode uma pluralidade de candidatos de posição de pico identificados na etapa deidentificação ou um padrão de série de tempo formado de uma pluralidade deposições de pico decididas na etapa de decisão; euma etapa de discriminação de discriminar pelo menos trêsestados de "estacionário", "caminhada/corrida", e "indefinido" como estadosde ação do usuário na base do intervalo de passo estimado na etapa deestimação de intervalo.

19. Programa de detecção de movimento de corpo de acordocom reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que:o sensor de aceleração configurado para ser montado no corpodo usuário é de um tipo de multi-eixo; ena etapa de extração de componente vertical, um vetor deaceleração gravitacional é calculado de um vetor de aceleração que é umasaída de detecção do sensor de aceleração de multi-eixo, e um componentevertical de uma aceleração é extraído executando cálculo usando o vetor deaceleração do sensor de aceleração de multi-eixo e o vetor de aceleraçãogravitacional calculado.