(57)【要約】【課題】外乱と考えられるデータが得られた場合であっても、高い精度で走行速度と距離を算出する。【解決手段】走行中に使用者の体が上下動する方向の体振動周波数を加速度センサーにより検知し（Ｓ２）、位置情報衛星からの電波に含まれる信号を処理して把握される速度情報と、体振動周波数との相関関係を特定する。その際、予め設定された体振動周波数の上限値を上回る周波数、および、予め設定された体振動周波数の下限値を下回る周波数を示す外乱データを除外して（Ｓ４）、相関関係を特定する（Ｓ５）。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置衛星からの電波を受信する受信手段と、
走行中に使用者の体が上下に動く方向の体振動周波数を検知できる検知手段と、
走行情報を表示する表示手段と、
前記電波が受信状態が所定の基準を満たす場合に、前記検知手段により検知した体振動周波数と前記電波に含まれる信号を処理して把握される速度情報との組で与えられる測定データに基づいて、前記周波数と前記速度情報の相関関係を特定する特定手段と、
前記電波の受信状態が所定の基準に満たない場合には、前記検知手段により検知した体振動周波数と、前記特定手段により特定した相関関係とに基づいて、走行速度または走行ペースを推定する推定手段と、を備え、
予め設定された体振動周波数の上限値を上回る周波数、および、予め設定された体振動周波数の下限値を下回る周波数を示す前記測定データを外乱データとしたとき、前記特定手段は、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記相関関係を特定する、
ことを特徴とする携帯型機器。
【請求項２】
前記特定手段は、前記速度情報に基づいて平均速度を算出する手段と、前記周波数に基づいて平均周波数を算出する手段とを備え、前記平均速度以下で前記平均周波数以上を示す前記測定データと、前記平均速度以上で前記平均周波数以下を示す前記測定データについては、前記外乱データとし、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記相関関係を特定することを特徴する請求項１に記載の携帯型機器。
【請求項３】
前記特定手段は、前記相関関係として一次式を算出する一次式算出手段を備え、前記一次式算出手段は、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記一次式を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の携帯型機器。
【請求項４】
前記一次式算出手段は、最小二乗法を用いて前記一次式を算出することを特徴とする請求項３に記載の携帯型機器。
【請求項５】
前記特定手段は、前記相関関係を特定するテーブルを生成する生成手段を備え、前記生成手段は、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記テーブルを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の携帯型機器。
【請求項６】
前記電波の受信状態が所定の基準を満たす場合には、前記電波に含まれる信号を処理して把握される速度情報に基づく前記走行速度または走行ペースを前記表示手段により表示することを特徴とする請求項１ないし５のいれか一項に記載の携帯型機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置情報衛星からの電波を受信する受信モジュールと加速度センサーを備えた携帯型機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星などの位置情報衛星からの信号を処理して把握される速度情報などを表示するランニングウオッチにおいては、トンネル内などの位置情報衛星からの電波情報の受信ができなくなった場合に、どのようにして走行速度を表示するのかが問題となる。
【０００３】
従来は、特許文献１に示すように、ランニングウオッチと別体の加速度センサーを用い、位置情報衛星からの電波情報の受信ができなくなった場合には、加速度センサーからの出力信号に基づいてユーザーの走行能力を学習し、ユーザーの走行速度を推定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公報ＵＳ７，８２７，０００Ｂ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１の方法では、ケイデンスと速度の関係について数多くのデータを取得するが、これらの数多くのデータ群から、どのようにして相関関係を求めるのかについて具体的な方法は示されていない。特に、引用文献１の方法では、仮に、外乱と考えられるデータを取得した場合には、どのような処理を行うのかが不明であるため、出力される値の精度が外乱によって悪くなることが考えられる。
【０００６】
本発明は、外乱と考えられるデータが得られた場合であっても、高い精度で走行速度と距離を算出することのできる携帯型機器を提供することを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、本発明の携帯型機器は、位置衛星からの電波を受信する受信手段と、走行中に使用者の体が上下に動く方向の体振動周波数を検知できる検知手段と、走行情報を表示する表示手段と、前記電波が受信状態が所定の基準を満たす場合に、前記検知手段により検知した体振動周波数と前記電波に含まれる信号を処理して把握される速度情報との組で与えられる測定データに基づいて、前記周波数と前記速度情報の相関関係を特定する特定手段と、前記電波の受信状態が所定の基準に満たない場合には、前記検知手段により検知した体振動周波数と、前記特定手段により特定した相関関係とに基づいて、走行速度または走行ペースを推定する推定手段とを備え、予め設定された体振動周波数の上限値を上回る周波数、および、予め設定された体振動周波数の下限値を下回る周波数を示す前記測定データを外乱データとしたとき、前記特定手段は、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記相関関係を特定することを特徴とする。
【０００８】
この携帯型機器では、前記電波の受信状態が所定の基準を満たす場合には、前記検知手段により検知した体振動周波数と、前記電波に含まれる速度情報との相関関係が、特定手段によって特定される。この際、体振動周波数の上限値と下限値が予め設定されており、予め設定された体振動周波数の上限値を上回る周波数、および、予め設定された体振動周波数の下限値を下回る周波数については、外乱として、前記相関関係の特定から除外される。そして、前記電波の受信状態が所定の基準に満たない場合には、検知手段により検知した体振動周波数と、特定手段により特定した相関関係とに基づいて、推定手段が走行速度または走行ペースを推定する。
【０００９】
従って、本発明によれば、検知手段を携帯型機器内に備えているため、携帯型機器以外に体の他の部位にセンサーを装着するという煩わしさがない。また、走行中に使用者の体が上下に動く方向の体振動周波数に基づいて走行速度または走行ペースを推定するので、使用者の歩幅や運動能力に拘わらず、確実かつ正確に走行速度または走行ペースの推定が可能となる。特に、明らかに人間の動きとは考えられないようなデータについては外乱として除外した上で相関関係が特定されるので、精度良く走行速度または走行ペースを推定することが可能となる。
【００１０】
この携帯型機器において、前記特定手段は、前記速度情報に基づいて平均速度を算出する手段と、前記周波数に基づいて平均周波数を算出する手段とを備え、前記平均速度以下で前記平均周波数以上を示す前記測定データと、前記平均速度以上で前記平均周波数以下を示す前記測定データについては、外乱データとし、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記相関関係を特定するようにしてもよい。このように構成することにより、前記平均速度以下で前記平均周波数以上のデータと、前記平均速度以上で前記平均周波数以下のデータについては、明らかに人間の動きとは考えられないので、このようなデータを外乱として除外した上で、相関関係を特定することにより、精度良く走行速度または走行ペースを推定することが可能となる。
【００１１】
この携帯型機器において、前記特定手段は、前記相関関係として一次式を算出する一次式算出手段を備え、前記一次式算出手段は、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記一次式を算出するようにしてもよい。このように構成することにより、明らかに人間の動きとは考えられないデータを外乱として除外した上で、前記一次式が特定されるので、精度良く走行速度または走行ペースを推定することが可能となる。
【００１２】
この携帯型機器において、前記一次式算出手段は、最小二乗法を用いて前記一次式を算出するようにしてもよい。このように構成すれば、簡単に精度の良い前記一次式が算出され、精度良く走行速度または走行ペースを推定することが可能となる。
【００１３】
この携帯型機器において、前記特定手段は、前記相関関係を特定するテーブルを生成する生成手段を備え、前記生成手段は、前記外乱データを除外した前記測定データに基づいて、前記テーブルを生成するようにしてもよい。このように構成すれば、精度の良い走行速度または走行ペースの推定を簡単に行うことが可能となる。
【００１４】
この携帯型機器において、前記電波が受信状態が所定の基準を満たす場合には、前記電波に含まれる速度情報に基づく走行速度または走行ペースを前記表示手段により表示するようにしてもよい。このように構成すれば、正確な速度表示または走行ペース表示を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るＧＰＳランニングウオッチ１００を含むＧＰＳシステムの全体図である。
【図２】ＧＰＳランニングウオッチ１００の平面図である。
【図３】ＧＰＳランニングウオッチ１００の回路構成を示すブロック図である。
【図４】別体型の加速度センサーを用いた場合の歩幅の誤差を説明するための図である。
【図５】体振動周波数と走行速度との関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるＧＰＳ受信時とＧＰＳ受信不可時の処理を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態における速度および距離の算出処理を示すフローチャートである。
【図８】加速度センサーの各軸の出力波形を示す図である。
【図９】様々にユーザーについて、体振動周波数と走行速度との関係を求めた図である。
【図１０】本発明の一実施形態における外乱として一次式の算出処理から除外するエリアを示す図である。
【図１１】図１０に示すデータから、外乱として考えられるデータを除外した後に算出した一次式の例を示す図である。
【図１２】ＧＰＳランニングウオッチ１００を腕に装着した場合の各軸の方向を示す図である。
【図１３】通常の走行中とＧＰＳランニングウオッチ１００の画面を見た場合の各軸方向の振動を示す図である。
【図１４】走行者Ａの体振動周波数と走行速度との関係を求めた図である。
【図１５】図１４のデータから求めた一次式を示す図である。
【図１６】走行者Ｂの体振動周波数と走行速度との関係を求めた図である。
【図１７】図１６のデータから求めた一次式を示す図である。
【図１８】走行者Ｃの体振動周波数と走行速度との関係を求めた図である。
【図１９】図１８のデータから求めた一次式を示す図である。
【図２０】図１４のデータから求めた二次式を示す図である。
【図２１】図１６のデータから求めた二次式を示す図である。
【図２２】図１８のデータから求めた二次式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１７】
＜Ａ：ＧＰＳランニングウオッチの機構的な構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る携帯型機器としてのＧＰＳランニングウオッチ１００を含むＧＰＳシステムの全体図である。ＧＰＳランニングウオッチ１００は、ＧＰＳ衛星２０からの電波（無線信号）を処理して把握される速度情報などを表示する携帯型機器であり、腕に接触する面（以下、「裏面」という）の反対側の面（以下「表面」という）に時刻を表示する。
【００１８】
ＧＰＳ衛星２０は、地球上空における所定の軌道上を周回する位置情報衛星であり、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波を「衛星信号」という。衛星信号は、右旋偏波の円偏波である。
【００１９】
現在、約３１個のＧＰＳ衛星２０（図１においては、約３１個のうち４個のみを図示）が存在しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星２０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星２０はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。したがって、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。
【００２０】
ＧＰＳ衛星２０は原子時計を搭載しており、衛星信号には原子時計で計時された極めて正確な時刻情報（以下、「ＧＰＳ時刻情報」という）が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星２０に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。ＧＰＳランニングウオッチ１００は、１つのＧＰＳ衛星２０から送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメータを使用して内部時刻を正確な時刻に修正する。
【００２１】
衛星信号にはＧＰＳ衛星２０の軌道上の位置を示す衛星軌道情報も含まれている。ＧＰＳランニングウオッチ１００は、ＧＰＳ時刻情報と衛星軌道情報を使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、ＧＰＳランニングウオッチ１００の内部時刻にはある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、ＧＰＳランニングウオッチ１００の３次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメータに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、ＧＰＳランニングウオッチ１００は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と衛星軌道情報を使用して測位計算を行う。
【００２２】
図２は、ＧＰＳランニングウオッチ１００の平面図である。図２に示すように、ＧＰＳランニングウオッチ１００は、外装ケース８０を備えている。外装ケース８０は、プラスチックで形成されたケース８１に、ガラスやプラスチックで形成されたカバーガラス８２が嵌合されて構成されている。なお、本実施形態では、外装ケースを２部品で構成したが、１部品で構成するようにしてもよい。あるいは、裏蓋を用い、３部品で構成するようにしてもよい。このカバー８２の下部には、液晶パネル４０が配置されており、走行速度、走行距離、走行時間、走行ペース（例えば、１ｋｍ当たりの所要時間（分））、ピッチ（１分当たりの歩数）、歩数などの走行情報を表示するようになっている。
【００２３】
また、ＧＰＳランニングウオッチ１００は、操作ボタン１６〜１９を手動操作することにより、走行速度などを表示するランニングモード、時刻を表示する時刻表示モードなどに切り換えることが可能になっている。
【００２４】
＜Ｂ：ＧＰＳランニングウオッチの回路構成＞
図３は、ＧＰＳランニングウオッチ１００の回路構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＧＰＳランニングウオッチ１００は、ＭＣＵ３０、電源回路３１、液晶パネル表示部３２、フラッシュＲＯＭ３３、ＧＰＳモジュール３４、無線通信部３５、ブザー３６、ライト３７、加速度センサー３８、水晶発振器３９、リセット回路４１、および操作ボタン１６〜１９を含んで構成されている。
【００２５】
ＭＣＵ３０は、内部にプログラムを記憶するメモリーを備えており、ＧＰＳランニングウオッチ１００の各部の制御を行うほか、後述するようなユーザーの走行状態の記憶処理、および、速度算出処理などを行うようになっている。電源回路３１は、ＡＣアダプタ４２と接続された場合、二次電池３１ａを充電する。二次電池３１ａは、液晶パネル表示部３２やＧＰＳモジュール３４などに駆動電力を供給する。
【００２６】
ＧＰＳモジュール３４は、図示しないＳＡＷフィルタが抽出した１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる衛星軌道情報、ＧＰＳ時刻情報、あるいは位置情報等の衛星情報を取得する処理を行う。フラッシュＲＯＭ３３には、例えば時差情報が記憶されている。時差情報は、時差データ（座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられたＵＴＣに対する補正量等）が定義された情報である。また、後述するように、体振動周波数と、速度との相関関係もこのフラッシュＲＯＭ３３に記録される。
【００２７】
無線通信部３５は、ＧＰＳランニングウオッチ１００とパーソナルコンピュータ等との無線通信を行い、ＧＰＳランニングウオッチ１００に記憶したログデータ等をパーソナルコンピュータ等に送信できるようになっている。ブザー３６は、ユーザーの設定処理の完了を知らせるため等に用いられる。また、ライト３７は、ユーザーによる操作ボタンの操作により、液晶パネル４０に光を照射して、夜間などにユーザーによる視認を容易にするために用いられる。
【００２８】
加速度センサー３８は、図２に示すようにＧＰＳランニングウオッチ１００を正面から見た時の横方向に相当するＸ軸方向、縦方向に相当するＹ軸方向、そして、ＧＰＳランニングウオッチ１００のカバーガラス８２に垂直な方向に相当するＺ軸方向の３軸方向の加速度の検出が可能なセンサーである。つまり、ＧＰＳランニングウオッチ１００を腕に装着し、親指が上になるようにして走る状態では、ユーザーの進行方向がＸ軸方向、ユーザーの上下動方向（重力）方向がＹ軸方向、そして、ユーザーの左右の動きの方向がＺ軸方向となる。詳しくは後述する。水晶発振回路３９は、温度補償回路付きの水晶発振回路であり、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。リセット回路４１は、ＧＰＳランニングウオッチ１００の動作をリセットさせるために用いられる。操作ボタン１６〜１９は、動作モード(ランニングモードや時刻表示モードなど)を切り替えたり、液晶パネル４０の表示設定や各種設定入力を行うために用いられる。
【００２９】
＜Ｃ：ＧＰＳランニングウオッチの加速度センサーによる速度推定処理および距離算出処理＞
次に、本実施形態のＧＰＳランニングウオッチ１００の加速度センサーによる速度推定処理および距離算出処理について詳しく説明する。ＧＰＳ衛星からの電波情報の受信ができなくなった場合、あるいは、ＧＰＳ衛星からの電波が弱い場合などには、ＧＰＳ衛星からの電波情報に含まれる信号を処理して把握される速度情報を用いることができない。
【００３０】
このようにＧＰＳ衛星からの電波情報に含まれる信号を処理して把握される速度情報を用いることができない場合に走行速度を推定する方法としては、加速度センサーが内蔵された別体型機器をユーザーのシューズに取り付け、この機器を用いて走行速度を測定する方法がある。しかしながら、この方法では、ユーザーによる歩幅の設定の如何によって測定値にばらつきを生じる。また、同じユーザーでも、走行するペースがハイペースの場合と、スローペースの場合とでは、歩幅が異なる。図４に示すように、例えば、歩幅を１１０ｃｍに設定したとしても、下り坂などのハイペース時には歩幅が１２０ｃｍになったり、上り坂などのスローペース時には歩幅が１００ｃｍになることもある。したがって、１歩当たり±１０ｃｍの誤差があり、この誤差が常に累積していくことになるので、別体型の加速度センサーを用いる方法では、走行速度を正確に測定することは困難になる。
【００３１】
しかしながら、検討の結果、体振動周波数、つまり、ランナーの体が走行中に上下に動く振動の周波数は、そのランナーの歩幅によらず、ランナーの実際の走行速度との相関関係があることが判明した。また、この体振動周波数と走行速度との関係は、ランナーの運動能力の差にも依存することがなく、図５に示すように、一般のランナーから陸上競技のオリンピック選手に至るまで、ほぼ比例の関係にあり、体振動周波数が高いほど、走行速度が高くなるという関係にあることがわかった。例えば、図５に示すように、一般のランナーの走行時には、体振動周波数は２．５Ｈｚ〜３．２Ｈｚ程度となり、マラソンのオリンピック選手では、体振動周波数は３．５Ｈｚ〜３．７Ｈｚ程度、１００ｍ競技のオリンピック選手では、体振動周波数は５．１Ｈｚ程度になることがわかった。
【００３２】
そこで、本実施形態では、一例として、加速度センサー３８のＹ軸方向の振動の周波数をユーザーの体振動周波数として、体振動周波数と走行速度との相関関係を特定している。具体的には、図６に示すように、ＧＰＳ衛星からの電波情報の受信が良好に行われている時に、ユーザーの体振動周波数を測定すると共に、その時のＧＰＳ衛星からの電波情報に含まれる信号を処理して把握される速度情報を走行速度とし、そのユーザーの体振動周波数のデータと走行速度のデータを関連付けて記録する。そして、記録したデータから、ユーザーの体振動周波数と走行速度との相関関係を示す一次式を特定する。一次式の特定には、例えば、最小二乗法が用いられる。そして、ＧＰＳ衛星からの電波情報を良好に受信できないと判断した場合には、特定した一次式に、加速度センサーから計測されるユーザーの体振動周波数を当てはめ、走行速度を推定し、その速度から距離を求めるようにした。
【００３３】
次に、図７のフローチャートと図８の加速度センサーの出力波形図に基づいて本実施形態の速度推定処理および距離算出処理の具体例について説明する。まず、ユーザーは、ランニングを開始する際に、ＧＰＳランニングウオッチ１００の操作ボタン１６を操作して、速度と距離の測定を開始する。測定が開始されると、加速度センサー３８からは、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のそれぞれの方向の振動の振幅値が図８に示すように出力される。そこで、一例として、加速度センサー３８から出力される加速度波形のうち、Ｙ軸方向の加速度波形の下ピーク値を検出し、その下ピーク値が得られた時間を随時記憶する（図７：Ｓ１）。
【００３４】
そして、下ピーク値が得られた時間から、時間当たりのＹ軸方向の振動数、つまり、Ｙ軸方向の振動の波数数を検知し、記憶する（図７：Ｓ２）。本実施形態では、一例として、３６個の下ピーク値が得られた時に、その３６という値をそれまでの所要時間で割って周波数を検知している。次に、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が所定の基準を満たすか否かを判断し（図７：Ｓ３）、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が所定の基準を満たす場合には（図７：Ｓ３；ＹＥＳ）、記憶した周波数と、下ピーク値が得られた時のＧＰＳ衛星からの信号を処理して把握される速度情報とからなるデータの中から、明らかに人間の動きとは考えられないデータについては、外乱として除外する処理を行う（図７：Ｓ４）。
【００３５】
例えば、図５に示すように、１００ｍ競技の世界記録保持者よりも高い周波数である５．５Ｈｚを超える周波数については、明らかに人間の動きとは考えられないので、このような周波数が得られた場合には、そのデータは除外する。また、一般人が歩く時の周波数よりも低い周波数である１．５Ｈｚを下回る周波数についても、明らかに人間の動きとは考えられないので、このような周波数が得られた場合にも、そのデータは除外する。このように、本実施形態では、周波数の上限値を５．５Ｈｚ、下限値を１．５Ｈｚとして、上限値を上回る場合、および、下限値を下回る場合については、外乱として一次式の算出処理からは除外することとした。
【００３６】
また、本実施形態では、図１０に示すように、記録したデータに基づいて、平均速度と平均周波数を算出する。そして、平均速度よりも遅くて平均周波数よりも高い周波数のデータについては、明らかに人間の動きとは考えられないので、外乱として一次式の算出処理からは除外する。さらに、平均速度よりも早くて平均周波数よりも低い周波数のデータについても、明らかに人間の動きとは考えられないので、外乱として一次式の算出処理からは除外する。
【００３７】
本実施形態においては、以上のように外乱と考えられるデータを記録データから除外した後に、例えば、最小二乗法などを用いて、記録データから一次式を求める（図７：Ｓ５）。図１１に示す一次式は、
【００３８】
また、その時のＧＰＳ衛星からの信号を処理して把握される速度情報を走行速度として表示すると共に、前回速度情報を取得した時から、今回速度情報を取得した時までの時間を、取得した速度情報に掛けて、前回速度情報を取得した時から、今回速度情報を取得した時までの走行距離を算出する（図７：Ｓ６）。算出した走行距離は、走行速度と一緒に表示するようにしてもよいし、ユーザーの操作ボタンの操作に応じて随時表示するようにしてもよい。そして、算出した距離を、それまでの合計距離に加算する（図７：Ｓ８）。合計距離の表示は、随時行ってもよいし、ユーザーによる操作ボタンの操作に応じて行ってもよい。
【００３９】
次に、ユーザーの走行が終了したかどうかを判断する（図７：Ｓ９）。この判断は、ユーザーがＧＰＳランニングウオッチ１００の操作ボタン１６を操作して、速度と距離の測定を終了させた場合に、走行が終了したと判断するようにすればよい。走行が終了していない場合には（図７：Ｓ９；ＮＯ）、上述した処理を繰り返す。
【００４０】
また、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が所定の基準を満たさないと判断した場合には（図７：Ｓ３；ＮＯ）、加速度センサー３８の出力から得られる体振動周波数を、求めた一次式に当てはめて走行速度を算出して表示する。また、前回速度情報を取得した時または走行速度を算出した時から、今回走行速度を算出した時までの時間を、算出した走行速度に掛けて、前回速度情報を取得した時または走行速度を算出した時から、今回走行速度を算出した時までの走行距離算出して表示する（図７：Ｓ７）。そして、算出した距離を、それまでの合計距離に加算する（図７：Ｓ８）。合計距離の表示は、随時行ってもよいし、ユーザーによる操作ボタンの操作に応じて行ってもよい。
【００４１】
次に、ユーザーの走行が終了したかどうかを判断する（図７：Ｓ９）。この判断は、ユーザーがＧＰＳランニングウオッチ１００の操作ボタン１６を操作して、速度と距離の測定を終了させた場合に、走行が終了したと判断するようにすればよい。走行が終了していない場合には（図７：Ｓ９；ＮＯ）、上述した処理を繰り返す。なお、算出した一次式は、走行が終了した後もそのまま記憶しておいてもよいし、ＧＰＳランニングウオッチ１００を使用するユーザーが変わる場合には、クリアするようにしてもよい。
【００４２】
図９に、様々なユーザーの体振動周波数と走行速度との関係を示すデータ記録し、記録したデータからそれぞれ一次式を求めた結果を示す。図９に示すように、ユーザーによって走行速度に差があっても、それぞれのユーザーの体振動周波数と走行速度との関係を一次式で表すことができる。
【００４３】
したがって、本実施形態によれば、トンネル内などのＧＰＳ衛星からの電波情報を良好に受信できない区間を走る場合でも、ＧＰＳ衛星からの電波情報を良好に受信できる間に算出した一次式に基づいて、ユーザーの走行速度を推定することができるので、ユーザーは常に自分の走行速度を確認することができ、所望のペースまたは適切なペースで走行することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、加速度センサー３８のＹ軸方向の振動の周波数を求めて体振動周波数としたが、体振動周波数とする振動の方向は、走行中にユーザーの体が上下に動く方向であればよく、重量方向に最も近い軸の振動を用いればよい。重力方向に最も近い軸の振動とは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の振動のうち、振幅が最も大きくなる軸方向の振動をいう。例えば、ＧＰＳランニングウオッチ１００を腕に装着して、親指が上になるようにして走る状態では、図１２に示すＹ軸方向の振動の振幅が最も大きくなるので、重力方向に最も近い軸の振動としてＹ軸方向の振動を用いる。しかし、図１２に示すように、走りながらＧＰＳランニングウオッチ１００の液晶パネルを見ようとすると、ＧＰＳランニングウオッチ１００の液晶パネルに垂直な方向であるＺ軸方向の振動の振幅が最も大きくなる。したがって、この場合には、重力方向に最も近い軸の振動としてＺ軸方向の振動を用いる。図１３に各軸方向の振動の一例を示す。
図１３に示すように、ＧＰＳランニングウオッチ１００を腕に装着し、親指を上にした走行中においては状態では、Ｙ軸方向の振動の振幅が最も大きくなることがわかる。しかし、ＧＰＳランニングウオッチ１００の画面を見ている時には、図１３の領域Ａに示すように、Ｚ軸方向の振動の振幅が最も大きくなることがわかる。本実施形態では、このように、振幅が最も大きくなる軸方向の振動を重力方向に最も近い軸の振動として採用し、重力方向に最も近い軸の振動の周波数を求めて体振動周波数としている。
但し、本発明はこのような例に限定されず、加速度センサー３８の各軸の振動波形を合成した波形の周波数を体振動周波数としてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態では、体振動周波数と走行速度との関係から、一次式を算出し、この一次式を記憶する例について説明したが、体振動周波数と走行速度との関係をテーブルとして記憶し、このテーブルを用いて走行速度を推定するようにしてもよい。なお、ＧＰＳ衛星の電波の受信状態が所定の基準を満たしているか否かの判断は、受信可能な衛星の数が所定数以下になったかどうか、あるいは、各衛星により測定位置の誤差が所定値以上になったかどうか等で判断するようにすればよい。
【００４６】
以上のように、本実施形態によれば、明らかに人間の動きとは考えられないデータについては、外乱として記録データから除外した上で一次式を算出するので、体振動周波数と走行速度について正確な一次式を得ることができる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、ＧＰＳランニングウオッチ１００内に多軸の加速度センサー３８を備えて、走行速度を推定するようにしたので、足部や胸部にランニングウオッチとは別体のセンサーを取り付ける必要がなく、走行前の準備を楽にすることができる。また、加速度センサー３８がＧＰＳランニングウオッチ１００に内蔵されているので、別体のセンサーを用いた場合のような電池切れや古い電池によるデータ記録の失敗の危険性がない。
【００４８】
また、本実施形態では、振幅の大きい体振動の動きを検知しているので、走行中の腕の動きがユーザーによって多種多様で複雑であっても、正確に波形ピークを捉えることが可能となり、出力値の精度を向上させることができる。さらに、ランナーによっては、走る時に腕を振らないランナーもいるが、本実施形態では、振幅の大きい体振動の動きを検知しているので、そのように腕を振らないランナーが用いた場合でも、出力値の精度を向上させることができる。
【００４９】
また、ユーザーは、走行前に走行する距離を入力する必要がないので、ユーザーが任意のルートを走行した場合でも、その走行距離を適切に把握することが可能となる。歩幅（ストライド）を設定入力する必要がないので、その設定誤差や、走行中の歩幅の誤差に影響されることがなく、正確に走行距離を算出することが可能になる。
【００５０】
＜Ｄ：変形例１＞
上述した実施形態では、体振動周波数と走行速度との関係から一次式を求める例について説明したが、二次式を求めるようにしてもよい。図１４、図１６および図１８は、それぞれ走行者Ａ、走行者Ｂ、走行者Ｃの体振動周波数と走行速度との関係を示すデータをプロットした図である。そして、図１５、図１７および図１９は、それぞれ図１４、図１６および図１８に示したデータに基づいて、一次式を算出した例である。一方、図２０、図２１および図２２は、それぞれ図１４、図１６および図１８に示したデータに基づいて、二次式を算出した例である。このように、本実施形態によれば、体振動周波数と走行速度との関係は、二次式として学習することも可能である。なお、二次式の特定も、一次式と同様に最小二乗法を用いればよい。
なお、図５に示す例においては、周波数が５．５Ｈｚを超えるデータ、及び、１．５Ｈｚを下回る場合データについては、外乱として除外する場合について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されるものではなく、明らかに人間の動きとは考えられないような速い速度、及び、遅い速度のデータについても、外乱として除外するようにしてもよい。さらに、周波数と速度の双方を考慮して、該当するデータを外乱として除外するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上述した実施形態では、ＧＰＳシステムが備える位置情報衛星としてＧＰＳ衛星２０を例示して説明したが、これはあくまで一例である。ＧＰＳシステムは、ガリレオ（EU）、GLONASS（ロシア）、北斗（中国）などの他の全地球的航法衛星システム（GNSS）や、SBASなどの静止衛星や準天頂衛星などの衛星信号を発信する位置情報衛星を備えるものであればよい。すなわち、ＧＰＳランニングウオッチ１００は、ＧＰＳ衛星２０以外の衛星を含む位置情報衛星からの電波（無線信号）を処理して把握される速度情報を取得する構成であってもよい。
【００５２】
また、速度情報は、位置情報衛星からの電波に含まれる速度情報そのものであってもよいし、位置情報衛星からの電波に含まれるＧＰＳ時刻情報と衛星軌道情報とを使用して測位計算することによって得られる走行距離（移動距離）と、経過時間とから算出した対地速度の情報であってもよい。
さらに、上述した実施形態及び変形例においては、体振動周波数と走行速度との相関関係を特定する例について説明したが、体振動周波数と走行ペースとの相関関係を特定するようにしてもよい。走行ペースは、走行速度の逆数で、１ｋｍ当たりの時間（分）で表すようにすればよい。また、特定した体振動周波数と走行速度との相関関係と、計測した体振動周波数とから、走行ペースを推定するようにしてもよい。但し、このような例に限定されるものではなく、所定の距離当たりの時間（秒、分、時間）で表すものであればよい。
【符号の説明】
【００５３】
１００…ＧＰＳランニングウオッチ、１６，１７，１８，１９…操作ボタン、３０…ＭＣＵ、３１…電源回路、３１ａ…二次電池、３２…液晶パネル表示部、３３…フラッシュＲＯＭ、３４…ＧＰＳモジュール、３５…無線通信部、３８…加速度センサー、４０…液晶パネル、８０…外装ケース、８１…ケース、８２…カバーガラス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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