(57)【要約】使用者の実ストライド長と実ストライド率を再較正することにより改善された精度を有し、以後の実ストライド長と実ストライド率に基づいて再較正される歩数計。また、前記歩数計は心臓モニタ装置と通信できる。
2004533600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩数計であって、
対応する実ストライド長を導出するために実ストライド率と比較される初期ストライド率と初期ストライド長の初期較正テーブルを生成し、
既知の移動距離の再較正ストライド率を得て、
前記初期較正テーブルと前記再較正ストライド率を使用して計算された移動距離を決定し、
前記計算された移動距離を前記既知の移動距離と比較して２つの差を決定し、および
初期ストライド長を前記初期ストライド長と再較正ストライド長の関数である修正されたストライド長と交換するようにプログラムされたデータプロセッサを含むことを特徴とする歩数計。
【請求項２】
はずすことが出来るように前記歩数計を使用者に固定するために前記歩数計に接続されたストラップ、および
前記ストラップに接続された心拍数モニタをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の歩数計。
【請求項３】
前記データプロセッサが、各初期ストライド長を各較正走行の間に計算された前記ストライド長の平均として計算するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項１に記載の歩数計。
【請求項４】
前記データプロセッサが、各ストライド率を各較正走行の間に計算された平均ストライド率の関数として計算するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項１に記載の歩数計。
【請求項５】
前記データプロセッサが、初期ストライド率を複数の較正走行からの前記平均ストライド率の関数として計算し、ストライド率を前記初期ストライド率と以後のストライド率の差の関数として再較正するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項１に記載の歩数計。
【請求項６】
前記データプロセッサが、初期ストライド率の範囲を以後の既知ストライド率の関数として１つのアルゴリズムで再較正するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項１に記載の歩数計。
【請求項７】
歩数計データプロセッサであって、
対応する実ストライド長と移動距離を導出するために実ストライド率と比較する初期ストライド率と初期ストライド長の初期再較正テーブルを生成し、
既知の移動距離の既知ストライド率に対応する再較正ストライド長を計算し、
前記初期較正テーブルと前記既知ストライド率を使用して計算された移動距離を決定し、
前記計算された移動距離を前記既知の移動距離と比較して２つの差を決定し、および
前記初期較正テーブルを前記初期ストライド長と既知ストライド長の関数である修正されたストライド長を用いて調整するようにプログラムされることを特徴とする歩数計データプロセッサ。
【請求項８】
前記データプロセッサが、前記計算された移動距離と実際の移動距離の差が２％より大きいときだけ初期ストライド長を再較正されたストライド長と交換するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項９】
前記データプロセッサが、
各初期ストライド率を、対応する較正走行の間に測定された全ストライド率の平均として計算するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項１０】
前記データプロセッサが、
各初期ストライド長を、対応する較正走行の間に計算された全ストライド長の平均として計算するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項１１】
前記データプロセッサが、
前記再較正ストライド率を再較正の間に計算された全ストライド率の平均として計算するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項１２】
前記データプロセッサが、
前記実ストライド長を再較正の間に計算された全ストライド長の平均として計算するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項１３】
前記データプロセッサが、
前記既知ストライド率を等価の初期ストライド率と比較し、対応する前記初期ストライド長が前記実ストライド長から予め定められた量より大きく変化するときだけ対応する前記初期ストライド長を再較正ストライド長と交換するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項１４】
前記データプロセッサが、
前記初期較正テーブルが順番に増加する第１、第２、および第３の初期ストライド率と対応する順番に増加する第１、第２、および第３の初期ストライド長から成るように生成し、前記実ストライド率は前記第２のストライド率と等しく、前記第１のストライド率が前記第２のストライド率より小さい０．０５ステップ／秒であり、前記第３のストライド率が前記第２のストライド率より大きい０．５ステップ／秒であり、
前記第２のストライド長を前記実ストライド長と交換し、
ストライド長再較正パーセンテージを前記実ストライド長と前記第２のストライド長のパーセンテージ差に基づいて計算し、
前記第１のストライド長を、前記ストライド長再較正パーセンテージだけ増加した前記第１のストライド長に等しいストライド長と交換し、および
前記第３のストライド長を、前記ストライド長再較正パーセンテージだけ増加した前記第３のストライド長と等しいストライド長と交換するように更にプログラムされることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項１５】
歩調調整装置であって、
ステップカウンタ、
クロック、および
前記ステップカウンタおよび前記クロックと通信するデータプロセッサから成り、前記データプロセッサが、前記ステップカウンタによりカウントされた多数のステップを前記クロックにより測定された時間により割ることによりペースを計算するようにプログラムされ、更に前記ペースを予め定められた範囲のペースと比較するようにプログラムされ、前記ペースが前記予め定められた範囲のペースの範囲外のときに警告信号を発生することを特徴とする歩調調整装置。
【請求項１６】
前記ステップカウンタ、クロック、およびデータプロセッサががストラップに実装され、
前記ストラップに実装された心拍数モニタを更に含むことを特徴とする、請求項１５に記載の歩調調整装置。
【請求項１７】
前記データプロセッサが、１または複数の以下の使用者の特徴：
ａ）身長、または
ｂ）性別から前記初期較正テーブルを生成するようにプログラムされることを特徴とする、請求項１に記載の歩数計。
【請求項１８】
前記初期較正テーブルが、１または複数の以下の使用者の特徴：
ａ）身長、または
ｂ）性別から生成されることを特徴とする、請求項７に記載の歩数計データプロセッサ。
【請求項１９】
歩数計であって、
ステップカウンタ、
各ステップに対応するステップカウント信号を生成して前記ステップカウント信号を送信するために前記ステップカウンタと通信する送信機、
前記送信機から送信された前記ステップカウント信号を受信して、前記ステップカウンタによりカウントされた多数のステップから距離を計算するためにの、使用者の身体部分に実装可能な受信機、および
ステップが行われる速度により変化するストライド長によりカウントされた多数のステップを掛けることにより移動距離を計算するようにプログラムされ、更に対応するストライド率の範囲から計算されるストライド長の範囲から実ストライド長を導出するようにプログラムされたデータプロセッサから成り、ストライド率とストライド長の前記範囲は予め定められた経験的なデータから導出されることを特徴とする歩数計。
【請求項２０】
前記経験的なデータが、１または複数の以下の特徴：
ａ）身長、または
ｂ）性別から導出されることを特徴とする、請求項１９に記載の歩数計。
【請求項２１】
前記経験的なデータが、ステップ／秒で０．０５毎の変化に対する１．５から２．０センチメートルの間の変化のストライド長速度を示すことを特徴とする、請求項１９に記載の歩数計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に歩数計に関し、更に詳細には、精度向上のために再較正することが出来る較正歩数計に関する。本発明の装置は、移動距離の計算に使用するために、較正されたストライド長 (stride length) とストライド率 (stride rate) を実際のストライド長に相関させる。次に、実際のストライド率、ストライド長、または移動距離がテーブルに記憶された較正値と比較され、それに応じて較正値が歩数計を再較正するために調整される。更に、初期の較正ストライド率とストライド長は、経験的な性別データおよび身長データから生成できる。最後に、再較正は、実際の値と較正値または計算値の差が予め定められた量を越えるときにアルゴリズムを使用して実行できる。
【背景技術】
【０００２】
歩数計は、人が徒歩で移動した距離を決定するための装置またはアルゴリズムを含むものとして既知である。例えば、米国特許第4,371,945号は、使用者により取得された各ストライドの長さを電子的に測定することにより距離を計算する電子歩数計を開示する。ストライド長は、一方の脚に結び付けられた超音波モジュール、および他方の脚に装着された超音波検出器が発生する超音波により測定される。プログラムが多様な測定誤差を補償し、ＶＨＦ波により脚から手首へ送信された後に結果が手首に取り付けられたディスプレイに表示される。
【０００３】
米国特許第4,771,394号は、ストライド時間 (stride time) の関数として距離および走行時間を計算するために時間およびフットストライクをカウントするための慣性フットストライク (footstrike) カウンタ、タイマー、第２の発生装置、バッテリー、およびゲートアレイ (gate array) を有する踵に取り付けられた電子装置を備えるコンピュータ靴を開示する。ストライド長と足の速さ (foot speed) の間の重要な関係を認識するが、米国特許第4,771,394号の前記靴は少なくとも１５回のテスト走行またはテスト歩行からのデータを必要とし、前記データは予め定められた距離をカバーするためにフットストライクと経過時間の２つ１組でユーザが入力しなければならない。更に、開始時間と停止時間を提供するためにユーザによる時間の調整が実行されなければならず、慣性ステップカウンタの固有誤差を克服するためにカウントされたフットストライクの数が１％増加される。靴に取り付けられた装置は衝撃、泥、および水からダメージを受けやすく、インターフェースするための据え置き型コンピュータを必要とする。「リアルタイム」データを走者に提供するようにデータを手首に取り付けられたディスプレイ装置または「オンボード」コンピュータ装置へ送信するために開示される手段はない。
【０００４】
米国特許第4,855,942号は、移動距離を計算するために手首に取り付けられたステップカウンタおよび一定のストライド長を含む歩数計と熱量測定装置を開示する。手首に取り付けられたステップカウンタは不正確であることが知られている。何故ならば、それらが腕の動き毎の１歩を仮定するからである。誤差補正があっても、そのような装置は脚または腰に取り付けられたカウンタよりも正確性で劣る歩数を提供する。更に、一定のストライド長は、ストライド長が動作速度によって変化することを考慮に入れていない。
【０００５】
米国特許第5,117,444号は、歩数計および２つの較正モードを用いる較正方法を開示する。最初に、使用者は装置に対して予め定められた「半分の距離」を移動して、その距離でのストライドの数をカウントして記憶する。次に、ステップカウンタが実際のステップをメモリの中のステップと比較しながら使用者は第２の距離を移動し、現在の移動記憶が「全体の」距離の１０分の１だけ増加する。走行ではなくて歩行である時に、使用者が装置を再較正することを要求する、ストライド長とストライド率の間の相関関係がない。
【０００６】
米国特許第5,475,725号は、使用者のペースと脈拍数を決定する歩数計機能を有する脈拍計を開示する。脈拍計は、実際の脈波データ率と比較される脈波基準データを使用する。
【０００７】
米国特許第5,476,427号は、一連の試行で予め設定された距離を移動するための基準速度を利用するペース表示装置を開示する。前記装置は歩数および速度を計算し、実際の速度を比較してデータを使用者に表示し、現在の走行速度を以前の速度と比較する。
【０００８】
多くの歩数計が個々の使用者による較正を必要とするので、その使用者に対するストライド長が以後の距離計算の基礎となる。これらの歩数計は、日常行う初期較正を繰り返すことによってのみ再較正できる。
【０００９】
例えば、歩数計のいくつかは使用者が彼または彼女のストライド長を１０フィート区間にわたって測定することを要求し、それはこの距離を測定し、ステップ（および部分的なステップ）をカウントし、およびこの距離をインチに変換する計算を行う相当に複雑な手順を含む。しかし、もし歩数計が歩行と走行の両方に対して使用されたら、これら２つの活動で使用される異なるストライド長を明らかにするために使用者は歩数計を再較正しなければならない。もし、これまでに歩数計を再較正することを使用者が所望していたら、これと同じ手順が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、精度を向上させるために容易に較正でき再較正できる歩数計が必要である。また、運動の強度を測定するためにペースをモニタする正確な歩数計も必要である。
【００１１】
従って、移動距離、ペース、スピード、心拍数、および他の重要情報を手首または腰に取り付けられた読み取り容易な装置に表示する単純であるが高精度な歩数計が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、対応する実ストライド長を導出するために実ストライド率と比較される初期ストライド率と初期ストライド長の初期較正テーブルを生成し、再較正ストライド率を既知の移動距離に使用し、計算された移動距離を初期較正テーブルと再較正ストライド率を使用して決定し、計算された移動距離を既知の移動距離と比較して２つの差を決定し、および初期ストライド長を初期ストライド長と再較正ストライド長の関数である修正されたストライド長と交換するようにプログラムされたデータプロセッサを含む歩数計を提供することにより、従来技術の問題および短所を克服する。更に、歩数計は、はずすことが出来るように歩数計を使用者に固定するために歩数計に接続されたストラップ、および前記ストラップに接続された心拍数モニタを含むことができる。
【００１３】
更に、歩数計のデータプロセッサは、各ストライド長を各較正走行の間に計算された全ストライド長の平均として計算し、各ストライド率を各較正走行の間に計算された平均ストライド率の関数として計算し、初期ストライド率を平均ストライド率の関数として複数の較正走行から計算し、ストライド率を初期ストライド率と以後のストライド率の差の関数として再較正し、および／またはストライド率をアルゴリズムに基づいて再較正するようにプログラムできる。
【００１４】
また、本発明は、対応する実ストライド長と移動距離を導出するために実ストライド率と比較される初期ストライド率と初期ストライド長の初期較正テーブルを生成し、既知の移動距離の既知のストライド率に対応する再較正ストライド率を計算し、初期較正テーブルと既知のストライド率を使用して計算された移動距離を決定し、計算された移動距離を既知の移動距離と比較して２つの差を決定し、および初期較正テーブルを初期ストライド長と既知のストライド長の平均の関数である修正されたストライド長に適合させるようにプログラムされた歩数計データプロセッサに向けられる。更に、データプロセッサは、計算された移動距離と実際の移動距離の差が予め定められた量より大きく変化したときだけ初期ストライド長を再較正ストライド長と交換し、計算された移動距離と実際の移動距離の差が２％より大きいときだけ歩数計を再較正し、初期較正テーブルを予め定められた経験的なデータ（例えば、性別）から生成し、および／または初期較正テーブルを使用者により行われた一連の較正走行の平均ストライド率と平均ストライド長から導出されるストライド率とストライド長を計算して記憶することにより生成するようにプログラムできる。
【００１５】
また、本発明は、ステップカウンタ、クロック、ならびにステップカウンタおよびクロックと通信するデータプロセッサを含む歩調調整装置に向けられ、データプロセッサは、ステップカウンタによりカウントされた多数のステップをクロックにより測定された時間で割ることによりペースを計算するようにプログラムされ、更に前記ペースを予め定められた範囲のペースと比較するようにプログラムされ、ペースが予め定められた範囲のペースの範囲外のときに警告信号を発生する。前記警告信号は、使用者に伝達される。歩調調整装置は、ステップカウンタ、クロック、およびデータプロセッサがストラップに実装されるように配置され、前記ストラップに実装された心拍数モニタを更に含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の装置は腰、胸、または脚に取り付けられたストライドカウント装置、送信機、および非常に正確な移動距離および他の情報を提供する手首に取り付けられた受信機／ディスプレイ装置を含む。本発明の装置は、基準ストライド長と基準ストライド率データを予め定められた距離を移動することから記憶し、前記データを実ストライド率データと比較して実際の移動距離、スピード、およびペースを計算するデータプロセッサを含む。本発明はストライド長とストライド率の相互依存性を認識し、その関係を使用して優れた距離計算精度を提供する。
【００１７】
また、本発明は、他の身体部分（例えば、脚、腰、および胸）に装着された装置からディジタル信号を受信する手首に取り付けられたディスプレイ上への適切なデータの改善された表示を提供する。符号化された信号を送信できる送信機が望ましい。何故ならば、近くにいる他の使用者により装着された類似装置を干渉しないからである。
【００１８】
装置の精度は、２つの異なる発明を使用して向上できる。双方の方法は、ストライド長を実ストライド率に基づいて調整するアルゴリズムを使用する。２つの方法は、 Shifting Curve 法および Unique Curve 法として既知である。 Shifting Curve 法は、個人の走行または歩行特性を整合するために修正される単一のアルゴリズムを使用する。このアルゴリズムは、実ストライド長＝基準ストライド長＋基準ストライド長＊（（（実ストライド率−基準ストライド率）Ｎ）／基準ストライド率）として定義される。ここで、Ｎは平均値または複数のサンプルから導出された値のいずれかである。
【００１９】
また、この方法は、予め定められた距離を使用者が第１の走行をする時間を計り、使用者の第１の走行におけるストライドの総計をカウントし、第１の走行距離を前記ストライドの総数で割って基準ストライド長を得て、前記ストライドの総数を第１の走行時間で割って基準ストライド率を得て、使用者の第２の走行の間にストライドをカウントして実ストライド率を得て、公式：実ストライド長＝基準ストライド長＋基準ストライド長＊（（（実ストライド率−基準ストライド率）Ｎ）／基準ストライド率）ここで、Ｎは平均値または導出された値；を使用して実ストライド長を計算する諸ステップを含む実ストライド長計算のための変形を含む。
【００２０】
平均値変動は、百分率差を決定するために基準ストライド率を実ストライド率と比較し、実ストライド率≦基準ストライド率＊１．０２であるときにＮ＝１を使用し、実ストライド率＞基準ストライド率＊１．０２であるときにＮ＝３を使用することにより改良される。１実施例は、既知の距離にわたる複数のサンプル走行を使用して、各個人に対する正確なＮ値を導出する。
【００２１】
好ましい方法は、ストライド率の漸進的変化に対する正確なストライド長を得るために、２または３以上の標本点でのストライド率とストライド長の特異な関係、および（上記および下記の）これらの点の間の変化率を反映する、各個人に対する特有のまたは個別の曲線を生成する Unique Curve 法と呼ばれる。
【００２２】
本発明は、既知の距離を著しく異なるペース（一方は比較的遅く、他方は比較的速い）で２回歩行することにより、歩行に対して使用できる。既知の距離にわたって歩数計によりカウントされるステップは、双方の歩行に対するステップ／秒の速度を計算するために使用できる。次に、これら速度は、使用者が歩行する適切な速度に対するストライド長に達する２つの速度を内挿および外挿することによりグラフまたはテーブルを生成するために使用できる。次に、このストライド長は、本発明の歩数計の使用者が歩行する非常に正確な距離を計算するために使用できる。
【００２３】
走行だけ、または走行と歩行のために使用されるとき、より多くの歩行と走行が特定の距離にわたって多様な速度で行われることを除き、ストライド長を計算することは上記歩行方法と類似する。所定のステップ速度に対する非常に正確なストライド長を見出すために、以後の移動の間はコンピュータに内蔵されたカードが使用できる。チャートは各使用者に対して特有であり、この方法では、所定の心拍数、等における移動距離、正確なスピード、最適な心拍数、最適な運動時間を計算するために、所定のステップ速度から非常に正確なステップ長が計算される。
【００２４】
本発明の他の特徴と利点が、以下の本発明の詳細な記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に示されるように、本発明は、腰、胸、または脚に取り付けられたストライドカウンタ２４、および手首、または腰に取り付けられたディスプレイユニット２６を含む改良された歩数計２０に向けられる。胸に取り付けられた心臓モニタ２８も任意に含むことができる。全ての装置構成要素は、適切なハウジングの中に取り付けられる。歩数計２０は、ステップカウンタ２４またはディスプレイユニット２６のどちらかと同じハウジングの中に取り付けられたデータプロセッサ３０を含む。
【００２６】
ステップカウンタ２４は慣性装置、または使用者のステップ数をカウントする任意の適切な装置（例えば、圧電装置）である。ステップ数は、データアーカイブ３２へ直接または送信機３４を経由して送信される。データアーカイブ３２は、ステップカウンタ２４またはディスプレイ２６を有するハウジングの中に取り付けられる。
【００２７】
送信機３４はステップカウンタハウジングの中に取り付けられ、３０〜３６インチの伝送範囲を有するＲＦ遠隔計測信号送信機であることが好ましい。または、送信機は、他の類似装置との干渉を制限または除去するための符号化機能を有する無線または有線ディジタル送信機である。信号を使用者の腰から手首へ（しかし、近くの他のＲＦまたはディジタル装置との干渉を起こすほどには遠くなくへ）送信する適切な範囲を提供するために、無線伝送範囲は３０インチと３６インチの間に設定される。
【００２８】
送信機３４は、生データ、または計算された距離、ペース、等のどちらかを手首に取り付けられたディスプレイユニット受信機４０へ送信する。受信機４０は生データ信号をデータプロセッサ３０へ中継するか、または計算されたデータ信号を直接的にディスプレイパネル４２（例えば、ＬＣＤまたはＬＥＤ）へ中継する。
【００２９】
同様に、心拍数モニタ２８は、心拍数データをディスプレイユニット２６送信する送信機４４を含む。心臓モニタ送信機４４は、ストライドカウンタ２４と同じまたは異なる周波数で、ディスプレイユニット２６の中の同じまたは異なる受信機へ送信できる。心拍数送信機４４はＲＦであることが好ましいが、上記の理由によりディジタルでもよい。また、外部からの干渉を除去している間に受信機との有効な通信を保証するために、心拍数送信機４４の範囲は３０インチと３６インチの間でなければならない。
【００３０】
また、データプロセッサ３０は、プログラム可能な論理制御装置、パーソナルコンピュータ、プログラム可能な読み出し専用メモリ、または他の適切なプロセッサを含むことができる。データプロセッサ３０は、データの使用者に対して有用な情報へのリアルタイム変換のために実際の距離、スピード、および速度を計算するアルゴリズムで使用されるストライド長とペースの履歴データを記憶するデータアーカイブ３２を含む。
【００３１】
また、データプロセッサ３０は、長期の調整動向が基準ストライドアーカイブに収容されるように、基準ストライド率と基準ストライド長を、最近計算されたストライド率とストライド長と継続的にまたは定期的に交換するための閉ループまたはファジー論理プログラムを含む。内蔵動向機能は、距離およびペース計算の精度を更に向上させる。
【００３２】
また、ディスプレイユニット２６は、使用者がクロック４８（または、ストップウォッチ）を開始および停止させ、ならびに歩数計の内部の種々の使用モード（例えば、サンプリングモード、およびオペレーションモード）を起動することを可能にするオペレータインターフェース４６（例えば、キーパッド、ボタン、つまみ、等）を含む。これら構成要素の何れも音声起動でよい。
【００３３】
歩数計２０で使用する Shifting Curve 法は、使用者が「サンプリングモード」を操作し、予め定められた距離（例えば、１マイルまたは１６００メートル）の（好ましくは既知のサイズの走行トラック上での）歩行または走行を開始することを必要とする。前記距離を終えるとすぐ、オペレータインターフェース４６上の停止ボタンが押される。データプロセッサ３０は、前記距離を平均ストライド長を計算するためにカウントされたストライドの数で割るようにプログラムされる。この値は、データアーカイブ３２に「基準ストライド長」として記憶される。
【００３４】
また、データプロセッサ３０は、「基準ストライド率」に到達するように、ストライドの数をクロック４８により測定された走行または歩行の時間で割るようにプログラムされる。
【００３５】
データプロセッサ３０は、使用者にサンプリングモードの間に走行する距離について質問するプログラムを含むことが好ましい。オプションを提供すること、またはサンプリングモードの間の何れの距離の使用を可能にすることによっても、歩数計２０は、種々の体調の、または異なる既知の距離のコースを利用する人々による使用に対して最大限の柔軟性を提供する。従って、使用者はサンプリングモードで使用する距離を入力するように要求され、次にオプションのリスト（例えば、４００メートル、４４０ヤード、１６００メートル、または１マイル）を与えられ、またはサンプリングモードの間に移動することが使用者に分かっている距離を単に入力するように求められる。歩数計２０は、歩行モードに対する較正に使用できる２５フィートコードと一緒に売られることが好ましい。前記コードは較正プロセスを単純にし、正確な較正を保証する。
【００３６】
本発明は、移動のより速い速度とより長いストライド長の関係を最大限に活用する。換言すれば、使用者がより速く動けば、ストライド長はより長くなる。走行または歩行のコース全体にわたって、使用者のステップ速度（従って、ストライド長）は変化し、使用者は速く動くときに多くの地面を踏破し、ゆっくり動くときに少ない地面を踏破する。
【００３７】
明らかに、移動距離の計算に一定の平均ストライド長を使用することは、従来の歩数計を使用した誤差をもたらす。もし使用者がペースを変化させるか、または調整およびスピードを所定の走行にわたる平均ストライド長が劇的に増加するまで改善したら、これは特に本当である。従来の装置の誤差補償装置は、ペースの変化似合わせて調節しない。従来の装置によると、使用者はほぼ正確な読み取り値を得るように定期的に再較正することが必要であり、精度を低下させることなく運動の間にペースを変化させることは出来なかった。
【００３８】
いくつかの装置は歩行と走行に対して別々の設定を提供できるが、誤りを含むストライド長データ、および時間または距離にわたって役に立たないほどに著しく蓄積した誤差を導入するストライド率の漸進的変化を自動的に調節する方法はない。
【００３９】
補正を行うために、使用者は、データプロセッサ３０が実ストライド率をストライドカウンタ２４とクロック４８からのデータに基づいて計算する「使用モード」を起動する。例えば、使用者が「使用モード」ボタンを起動する以外に何もすることなく、実ストライド率は５秒毎に計算でき、その上、全ての計算はデータプロセッサによって自動的に行われる。次に、実ストライド率と基準ストライド率の間の割合の変化がデータプロセッサ３０により計算され、実ストライド長を決定する。また、もし実ストライド率が基準ストライド率より大きければ、実ストライド長は基準ストライド長より長い。もし実ステップ／秒が基準ステップ／秒より低ければ、実ストライド長は基準ストライド長より短い。アルゴリズムは、実ストライド率と基準ストライド率を比較して正確な実ストライド長に到達するための手段を提供できる。
【００４０】
第１に、実ストライド率と基準ストライド率の比較は、実ストライド率が基準ストライド率＊１．０２以下であるか否かを決定するために行われる。ストライド長は次の式により計算される。
実ストライド長＝基準ストライド長＋基準ストライド長＊（（（実ストライド率−基準ストライド率）Ｎ）／基準ストライド率）
【００４１】
ここで、実ストライド率が基準ストライド率＊１．０２以下であるときはＮ＝１であり、実ストライド率が基準ストライド率＊１．０２より大きいときはＮ＝３であるが、１から３の範囲の他のＮ値も使用できる。
【００４２】
上記アルゴリズムは踵からつま先への動作（例えば、歩行、またはジョギング）に対しては正確であるが、スプリント（つま先だけ）に対しては正確ではない。
【００４３】
実ストライド長を計算する Shifting Curve 法 の第３の変形は、３つの異なるペースでの３つの別々の走行または歩行サンプルを使用する。これは、 Shifting Curve 法の最も正確な変形である。この変形によると、Ｎ値は各個人に対して特有である。各個人に対するＮ値を導出することにより、この値は、ペースの変化によるストライド長の実際の変化をより正確に反映する。適切な準備運動の後、使用者は、通常ペースでのトラック上のサンプル走行またはサンプル歩行を終える。この第１のサンプルＳ１は、基準ストライドと基準ステップ／秒を確立する。
【００４４】
Ｓ１サンプル：
Ｓ１ストライド＝基準ストライド＝距離／ステップの数
Ｓ１ステップ／秒＝基準ステップ／秒＝ステップの数／秒
【００４５】
通常ペースでの第１の走行または歩行が終了した後、使用者は同じコースおよび同じ距離を（スプリントペースではない）より速い走行または歩行ペースで走行または歩行する。使用者はつま先で走行してはならず、通常の踵からつま先へのジョギングスタイルを維持しなければならない。これがＳ２サンプルである。Ｓ２サンプルの目的は、ステップ／秒の増加がこの個人のストライド長に及ぼす影響を反映する各個人に対するＮ２値を計算することである。個人のステップのいくつかはステップ／秒が増加するにつれて他人のものより長くなり、Ｎ２に対する値を見出すことにより、この相対的増加は各個人に対してより正確な個別化されたアルゴリズムのために定量化できる。
【００４６】
Ｓ２サンプル：
実ステップ／秒＞基準ステップ／秒であるときにアルゴリズムによって使用されるＮ２値を見出す。
Ｎ２＝（（Ｓ２ストライド＊Ｓ１ステップ／秒）−（Ｓ１ストライド＊Ｓ１ステップ／秒））／（Ｓ１ストライド（Ｓ２ステップ／秒−Ｓ１ステップ／秒））
【００４７】
この値は距離が既知であるから計算でき、高速ストライド長（Ｓ２ストライド）と高速ステップ／秒（Ｓ２ステップ／秒）の両方が第２のサンプルから計算できる。
【００４８】
第１の走行または歩行が終了した後、使用者は同じコースおよび同じ距離を通常の走行または歩行ペースより低速で走行する。このペースは、第１のサンプルペースを超えることは出来ない。これがＳ３サンプルである。Ｓ３サンプルの目的は、ステップ／秒の減少がこの個人のストライド長に及ぼす影響を反映する各個人に対するＮ３値を計算することである。個人のステップのいくつかはステップ／秒が減少するにつれて他人のものより短くなり、Ｎ３に対する値を見出すことにより、この相対的減少は各個人に対してより正確な個別化されたアルゴリズムのために定量化できる。
【００４９】
Ｓ３サンプル：
実ステップ／秒＜基準ステップ／秒であるときにアルゴリズムによって使用されるＮ３値を見出す。
Ｎ３＝（（Ｓ３ストライド＊Ｓ１ステップ／秒）−（Ｓ１ストライド＊Ｓ１ステップ／秒））／（Ｓ１ストライド（Ｓ２ステップ／秒−Ｓ１ステップ／秒））
【００５０】
この値は距離が既知であるから計算でき、「低速」ストライド長（Ｓ３ストライド）と「低速」ステップ／秒（Ｓ３ステップ／秒）の両方が第３のサンプルから計算できる。
【００５１】
いったんこれら３つのサンプルが終了し、情報がデータプロセッサ３０に自動的に計算されて記憶されたら、次の数式がスピードと距離の最も正確な測定のために使用できる。
If: 実ステップ／秒≦基準ステップ／秒
Then: ストライド長＝基準ストライド＋基準ストライド＊（（（実ステップ／秒−基準ステップ／秒）Ｎ）／基準ステップ／秒）
And Ｎ＝Ｎ３（記憶された値）
If: 実ステップ／秒＞基準ステップ／秒
Then:
ストライド長＝基準ストライド＋基準ストライド＊（（（実ステップ／秒−基準ステップ／秒）Ｎ）／基準ステップ／秒）
And Ｎ＝Ｎ２（記憶された値）
【００５２】
ストライド長、距離、スピード、およびペースを計算するためのこの第３の変形は、一定のストライド長の歩数計よりはるかに正確な方法である。また、この装置と方法は実用的で、便利で、生産コストが比較的低い。もし個人の走行または歩行スタイルが（著しく改善されたタイムによって見られるように）トレーニングと練習により進歩したら、３つのサンプルを３〜６ヶ月毎に繰り返すことにより装置を再較正することは有益である。もしタイムの著しい改善がなければ、再較正は必要ではない。
【００５３】
実際には、上記いずれの単一のストライド長またはペースも、実ストライドデータの計算の精度を更に改良するためのテスト走行からの複数のストライド長または速度の平均であり得ることに注意すべきである。
【００５４】
第４の較正ラップも上記数式に付加できるが、もう１つの方法がより正確な計算と結果を提供するために使用できる。上記のように、ストライド長は歩行者または走者が歩行または走行した（ストライドの数／秒）に依存する。しかし、ストライド長が（ストライド／秒）に対して変化する程度は個人により異なる。
【００５５】
また、 Unique Curve 法も本発明で使用できる。歩行に対してだけ使用されるとき、既知の距離を著しく異なるペース（一方は比較的遅く、他方は比較的速い）で２回歩行する段階を含む。既知の距離にわたって歩数計によりカウントされるステップは、各歩行に対する（ステップ／秒）の速度を計算するために各歩行のタイムと一緒に使用できる。次に、これら速度は、使用者が歩行する適切な速度に対するストライド長に達する２つの速度を内挿および外挿することによりグラフまたはテーブルを生成するために使用できる。次に、このストライド長は、本発明の歩数計の使用者が歩行する非常に正確な距離を計算するために使用できる。
【００５６】
走行に対してだけ使用されるとき、ポイントは走行の間に取得しなければならず、３回走行することが好ましいことを除いて、ストライド長を計算するための方法は上記の歩行方法に類似する。歩行と走行に対して使用されるとき、ポイントは双方の歩行および走行の間に取得しなければならず、２回の歩行と３回の走行が好ましいことを除いて、方法は同じである。この後者の手法を使用して、合計５回の歩行と走行が一定の距離にわたって多様な速度で行われる。得られた５つの（ステップ／秒）速度は、５つの速度とステップ長の間の内挿および／または外挿により導出された曲線を生成するために使用される。所定のステップ速度に対する非常に正確なストライド長を見出すために、以後の移動の間はコンピュータが生成して記憶するチャートが使用できる。曲線は各使用者に対して特有であり、この方法では、所定の心拍数、等における移動距離、最適な心拍数、最適な運動時間を計算するために、所定のステップ速度から非常に正確なステップ長が計算される。
【００５７】
従って、この Unique Curve 法の較正を使用して、曲線が特定の個人に対して生成できる。第１の代替較正オプションは、歩行のみに対して歩数計を使用する個人に対して好ましい。それは、たった２回の較正歩行だけを必要とする。１回は通常のスピードでの歩行、もう１回はより速いスピードでの歩行である。
【００５８】
好ましい実施例では、較正オプションとオプション番号をトップラインに、サンプリングペースの記載を表示画面のボトムラインに表示することが好ましい。適切なＬＣＤ表示画面は必要な情報を搬送して、較正歩行または走行を如何に実行するかを使用者に指示できる。
【００５９】
較正オプションが選択され、トラックが選択された後、使用者このオプションに要求される２回の較正歩行を始める準備が出来る。この時点で、ＬＣＤディスプレイは「WALK」と表示する。
【００６０】
次に、以下の段階が続く。
１．正しい較正ラップ距離を選択するために MODE を押した後、ディスプレイは、使用者が直ちに第１のラップを通常の歩行ペースで終了しなければならないことを示す。
２． START ボタンが押されるとき、「WALK」という文字はもはや表示されず、現在の較正値が表示される。
３． STOP が押されるとき、ディスプレイは較正結果を５秒間表示する。５秒後、結果は消えて、ディスプレイは使用者に第２のラップを彼または彼女の最も速い歩行ペースで直ちに終了することを指示する。このラップは、走行状態になることなく出来るだけ早く終了しなければならない。「FAST WALK」がディスプレイ上に現れる。
４． START ボタンが押されるとき、「FAST WALK」という文字は消え、現在の較正値が表示される。
５． STOP が押されるとき、ディスプレイは較正結果を５秒間表示する。もしエラー状態があれば、「ERR」メッセージがエラー番号と一緒に表示される。もしエラーがなければ、ディスプレイは「OK」を５回点滅させ、自動的に較正モードを終了させてストップウォッチモードに戻る。これで、歩数計は使える状態である。
もし歩数計が歩行と走行の両方に使用されるなら、以下の較正段階が続く。
較正オプションが選択され、トラックが選択された後、使用者はオプション (Run & Walk) に必要な５回の較正歩行／走行を開始できる状態である。
指示１−４は、上記最初の４つの段階と同じである。
６． STOP が押されるとき、ディスプレイは較正結果を５秒間表示する。５秒後、ディスプレイは変化して、使用者に走行は遅い走行ペースで終了しなければならないことを指示する。この遅い走行ペースは、歩行することなく出来るだけ遅くである。「SLOW RUN」がディスプレイ上に現れる。
７． START ボタンが押されるとき、「SLOW RUN」という文字は消え、現在の較正値が表示される。
８． STOP が押されるとき、ディスプレイは較正結果を５秒間表示する。５秒後、ディスプレイは変化して、使用者に走行は通常の走行ペースで終了しなければならないことを指示する。「RUN」がディスプレイ上に現れる。
９． START ボタンが押されるとき、「RUN」という文字は消え、現在の較正値が表示される。
１０． STOP が押されるとき、ディスプレイは較正結果を５秒間表示する。５秒後、ディスプレイは変化して、使用者に走行は速い走行ペースで終了しなければならないことを指示する。走者は、この走行を終了する前に減速する必要がないペースで走行しなければならない。較正の間に一定のスピードを維持することに失敗することは、エラーの原因となる。「FAST RUN」がディスプレイ上に現れる。
１１． START ボタンが押されるとき、「FAST RUN」という文字は消え、現在の較正値が表示される。
１２． STOP が押されるとき、ディスプレイは較正結果を５秒間表示する。もしエラー状態があれば、「ERR」メッセージがエラー番号と一緒に表示される。もしエラーがなければ、ディスプレイは「OK」を５回点滅させ、自動的に較正モードを終了させてストップウォッチモードに戻る。今、歩数計は使える状態である。
【００６１】
較正が正しく行われることを保証するために、データプロセッサは以下のエラーチェックを行う。
【００６２】
エラー１．
If Ｔ１＜Ｔ２＋２０秒（４００メートル） or ＋４秒（１００メートル） or ＋６０秒（１６００メートル）
If Ｔ２＜Ｔ３＋２０秒（４００メートル） or ＋４秒（１００メートル） or ＋６０秒（１６００メートル）
If Ｔ３＜Ｔ４＋１０秒（４００メートル） or ＋２秒（１００メートル） or １５秒（１６００メートル）
If Ｔ４＜Ｔ５＋１０秒（４００メートル） or ＋２秒（１００メートル） or １５秒（１６００メートル）
【００６３】
エラー２．
If Ｔ１＞Ｔ２, and ＳＰＳ１＞ＳＰＳ２;
If Ｔ２＞Ｔ３, and ＳＰＳ２＞ＳＰＳ３;
If Ｔ３＞Ｔ４, and ＳＰＳ３＞ＳＰＳ４;
If Ｔ４＞Ｔ５, and ＳＰＳ４＞ＳＰＳ５;
:then エラー２が読み出される。較正を繰り返す。
【００６４】
エラー３．
均一なペースが保たれない。
もし、５秒間の平均ＳＰＳが較正走行の間に総平均ＳＰＳから＋／−０．２０以上変化したら、エラー３読み出しが存在し、較正が繰り返されなければならない。
【００６５】
エラー無し．
もし、エラーが無ければ、使用者は歩数計を直ちに使用できる状態である。データプロセッサは、全ての必要な計算を行う。ディスプレイは「OK」を５回点滅させ、ストップウォッチモードに移行する。
【００６６】
いったん上記データが歩数計に集められたら、以下の段階を使用してデータは有用なストライド長データに変換される。
１．データプロセッサは、ストライド／秒速度（「ＳＰＳ」）の０．０５センチメートル毎の変化に対する調節されたストライド長値を見出すために「Look-Up Table」を作成する。
２．ＳＰＳ Table の範囲は（歩行のみに対しては）１．５０から３．００、または走行に対しては１．５０から３．５０である。
３．較正ラップが完了した後、データプロセッサは、第１の歩行または走行（「Ｓ１」）および第２の歩行または走行（「Ｓ２」）に対する値を Look-Up table に記憶する。
４．次に、データプロセッサは、以下の計算を行うようにプログラムされる。
ａ．Ｓ２ストライド長−Ｓ１ストライド長＝Δストライド長
ｂ．Ｓ２ ＳＰＳ（ステップ／秒）−Ｓ１ ＳＰＳ＝ΔＳＰＳ／０．０５＝セグメント因子 (Segment Divisor)
ｃ．Δストライド長／セグメント因子＝変化率値（ＲＯＣＶ）
５．変化率値は、Ｓ１（通常の歩行ペース）ＳＰＳ値未満のＳＰＳの０．０５毎の減少に対応する各ストライド長値から減算される。
６．変化率値は、Ｓ１（通常の歩行ペース）ＳＰＳ値を越えるＳＰＳの０．０５毎の増加に対応する各ストライド長値に加算される。
【００６７】
サンプル１
【表１】
2004533600.tif 000003
太字の値は、Ｓ１およびＳ２較正値を表す。
【００６８】
歩数計が走行のみに使用されるとき、または歩行と走行の両方に使用されるとき、より多くのデータポイントが記載される。以下の例は、通常の歩行から速い走行までの範囲の５つのデータポイントを使用する。
【００６９】
このオプションは、歩数計を走行にのみ、および走行と歩行に使用する人々により選択される。各人は、同じ距離のコースを５回終えなければならない。これら５回のサンプル較正走行の順番は、
１．通常の歩行、
２．速い歩行、
３．遅い走行、
４．通常の走行、
５．速い走行、である。
【００７０】
同じ距離をこれら異なるペースで５回終えることにより、データプロセッサはポイントの間を内挿し、同じ変化率を使用して下のポイント（非常に遅い）または上のポイント（非常に速い）を外挿する。設定の第１の部分は較正であり、使用者がセンチメートルまたはインチの何れか、およびトラック長（４００メートルが好ましい）を設定する必要がある。１００メートル地点でのサンプルは、計算されたストライド長と実ストライド長の間に大きな偏差を生じる傾向がある。更に、１６００メートルは、保持しなければならない均一なペースに対して長すぎる距離である。
【００７１】
データプロセッサは、以下の必要な計算の全てを行う。
Ａ．較正ラップが完了した後、データプロセッサは Look-Up table にＳ１からＳ５に対する値を記憶する。
Ｂ． Look-Up Table は、１．５０から３．５０の範囲のＳＰＳを有する。
Ｃ． Look-Up Table 値を作成するための数式は、
ｉ．Ｓ２ストライド長−Ｓ１ストライド長＝Δストライド長
ｉｉ．Ｓ２ ＳＰＳ (ステップ／秒)−Ｓ１ ＳＰＳ＝Δ ＳＰＳ／０．０５＝セグメント因子
ｉｉｉ．Δストライド長／セグメント因子＝変化率値（ＲＯＣＶ）.
Ｄ．データプロセッサは、ＳＰＳ値の０．０５センチメートル毎の変化に対する調節されたストライド長値を見出すために、 Look-Up Table を作成する。
Ｅ．この数式は、５つの各標本点Ｓ１からＳ５の間で繰り返される。４つの異なるＲＯＣＶ値がもたらされる。
Ｆ．変化率値ＲＯＣＶ１は、Ｓ１（通常の歩行ペース）ＳＰＳ値より下のＳＰＳの０．０５毎の減少に対して、対応する各ストライド値から減算される。
Ｇ．変化率値ＲＯＣＶ１は、Ｓ１（通常の歩行ペース）ＳＰＳ値より上かつＳ２値より下のＳＰＳの０．０５毎の増加に対して、対応する各ストライド値に加算される。
Ｈ．このパターンは、Ｓ５までの次の各ポイントに対して繰り返される。
Ｉ．Ｓ５より上では、変化率値ＲＯＣＶ４は、Ｓ５より上のＳＰＳの０．０５毎の増加に対応する各ストライド値に加算される。
【００７２】
サンプル２
【表２】
2004533600.tif 000004
【００７３】
サンプル３
【表３】
2004533600.tif 000005
【００７４】
サンプル４
【表４】
2004533600.tif 000006
太字の値は、実際のテスト較正値を表す。
【００７５】
上で論じられた各ペースでの信号較正に加えて、一連の２つまたは３つの較正が各ペースで行え、平均較正値が Look-Up Table を作り出すために使用できる。精度の向上は、平均較正を使用して可能である。以下は、そのような方法の実施例を図示するチャートであり、２％以内の精度が可能であることを図示する。
【００７６】
サンプル５
【表５】
2004533600.tif 000007
【００７７】
上記方法は、ストライド率とストライド長の間のテーブル関係を記載する。他の方法は、ストライド長と速度を以下で示されるアルゴリズムに挿入する。
【００７８】
歩行較正
必要な２つのパーソナル較正サンプル
１つ目は通常の歩行スピードで、２つ目は最速の歩行スピードで。
サンプル長は２５メートル、１００メートル、または４００メートルである。
サンプル１（Ｓ１）通常の歩行スピード：ストライド長＝ＳＬ１，ストライド率＝ＳＰＳ１，Ｔｉｍｅ＝Ｔ１
サンプル２（Ｓ２）最速の歩行スピード：ストライド長＝ＳＬ２，ストライド率＝ＳＰＳ２，Ｔｉｍｅ＝Ｔ２
ＳＬ＝ストライド長に対して解かれる
【００７９】
較正エラー：
【００８０】
エラー１：
If Ｔ１＜Ｔ２＋２０秒（４００メートル） or ＋４秒（１００メートル） or ＋２秒（２５メートル）
問題：正確な較正には時間が近すぎる。
解決策：各較正サンプルの間により大きな時間差が存在することを確認する間、較正ラップを繰り返す。
【００８１】
エラー２：
If ＳＰＳ１＜ＳＰＳ２＋０．１０
問題：正確な較正にはストライド率が類似しすぎている。
解決策：各較正サンプルの間により大きな時間差が存在することを確認する間、較正ラップを繰り返す。
【００８２】
エラー３：
もし、２０秒のインターバルに対する平均ＳＰＳが、較正歩行の間に総平均ＳＰＳから＋／−０．２０以上変化したら。
問題：正確な較正にはストライド率が変化しすぎる。
解決策：較正サンプルの間中、より均一なペースで較正ラップを繰り返す。
【００８３】
歩行アルゴリズム：
ＳＬ＝ＳＬ１＋（（ＳＬ２−ＳＬ１）／（ＳＰＳ２−ＳＰＳ１））＊（実ＳＰＳ−ＳＰＳ１）
If 実ＳＰＳ＜１．５ then 実ＳＰＳ＝１．５
If 実ＳＰＳ＞３．０ then 実ＳＰＳ＝３．０
【００８４】
走行較正
必要な４つのパーソナル較正サンプル
１つ目は通常の歩行スピードで、２つ目は最速の歩行スピードで。
３つ目は最も遅い走行スピードで、４つ目は通常の走行スピードで。
サンプル長は、４００メートルでなければならない。
サンプル１（Ｓ１）通常の歩行スピード：ストライド長＝ＳＬ１，ストライド率＝ＳＰＳ１，Ｔｉｍｅ＝Ｔ１
サンプル２（Ｓ２）最速の歩行スピード：ストライド長＝ＳＬ２，ストライド率＝ＳＰＳ２，Ｔｉｍｅ＝Ｔ２
サンプル３（Ｓ３）最も遅いジョギングスピード：ストライド長＝ＳＬ３，ストライド率＝ＳＰＳ３，Ｔｉｍｅ＝Ｔ３
サンプル４（Ｓ４）通常の走行スピード：ストライド長＝ＳＬ４，ストライド率＝ＳＰＳ４，Ｔｉｍｅ＝Ｔ４
ＳＬ＝ストライド長に対して解かれる
【００８５】
較正エラー：
【００８６】
エラー１：
If Ｔ１＜Ｔ２＋２０秒（４００メートル）
If Ｔ２＜Ｔ３＋２０秒（４００メートル）
If Ｔ３＜Ｔ４＋２０秒（４００メートル）
問題：正確な較正には時間が近すぎる。
解決策：各較正サンプルの間により大きな時間差が存在することを確認する間、較正ラップを繰り返す。
【００８７】
エラー２：
If ＳＰＳ１＜ＳＰＳ２＋０．１０
If ＳＰＳ２＜ＳＰＳ３＋０．１０
If ＳＰＳ３＜ＳＰＳ４＋０．１０
問題：正確な較正にはストライド率が類似しすぎている。
解決策：各較正サンプルの間により大きな時間差が存在することを確認する間、較正ラップを繰り返す。
【００８８】
エラー３：
もし、２０秒のインターバルに対する平均ＳＰＳが、較正歩行または走行の間に総平均ＳＰＳから＋／−０．２０以上変化したら。
問題：正確な較正にはストライド率が変化しすぎる。
解決策：較正サンプルの間中、より均一なペースで較正ラップを繰り返す。
【００８９】
走行アルゴリズム
If 実ＳＰＳ≦ＳＰＳ２ then
ＳＬ＝ＳＬ１＋（（ＳＬ２−ＳＬ１）／（ＳＰＳ２−ＳＰＳ１））＊（実ＳＰＳ−ＳＰＳ１）
（歩行スピード範囲）
If 実ＳＰＳ＞ＳＰＳ２, and ≦ＳＰＳ３ then
ＳＬ＝ＳＬ２＋（（ＳＬ３−ＳＬ２）／（ＳＰＳ３−ＳＰＳ２））＊（実ＳＰＳ−ＳＰＳ２）
（ジョギングスピード範囲）
If 実ＳＰＳ＞ＳＰＳ３, then
ＳＬ＝ＳＬ３＋（（ＳＬ４−ＳＬ３）／（ＳＰＳ４−ＳＰＳ３））＊（実ＳＰＳ−ＳＰＳ３）
（走行スピード範囲）
If 実ＳＰＳ＜１．５ then 実ＳＰＳ＝１．５
If 実ＳＰＳ＞３．５ then 実ＳＰＳ＝３．５
【００９０】
更新較正歩行または走行
【００９１】
Unique Curve 法のもう１つの変形は、既知の距離にわたって４つの較正サンプルで始めることである。その後、標準的なパーソナル較正モード（歩行、速い歩行、遅い走行、および走行）の間に４つの走行サンプルが完了する。
【００９２】
走者は、更新較正走行を行うことにより作成されたテーブルの精度をチェックできる。精度をトラック上でチェックすることにより、走者はフィードバック値が９８％以内の精度であることを確信する。較正（再較正）を更新するために、以下の段階が使用できる。
１．使用者は、 Total Distance モードで１０秒間だけ設定を保持することにより更新較正モードに入る。スクリーンは、以下のように表示する。
UPDATE
400 MTR
２．使用者は、４００メートル走行または歩行を Update Mode で完了する。更新較正ラップ（ＵＣ）。使用者は、所望するどのようなスピードでも選択できる。何故ならば、ＵＣ Ｌａｐ ＳＰＳの＋／−０．１０ＳＰＳの範囲内の部分だけが更新されるからであり、テーブルの残りは変更されないままである。マニュアルは、更新較正ラップが使用者の通常のまたは最も一般的な走行スピードで行われることを推奨する。
３．ＣＰＵは、実際の距離（４００メートル）をルックアップチャートから導出された計算された距離（ＣＤ）と比較する。もし、ＣＤ＝４００メートル＋／−８Ｍメートル（２．０％）ならば、 Look-Up table に変更は加えられない。更に、ディスプレイはＯＫを５秒間点滅させ、時間／スタートスクリーンに戻る。
４．もし、ＣＤ＞４０８メートル or ＣＤ＜３９２メートル（２．０％）ならば、テーブルは以下のように更新される。
ａ．ＣＰＵは、ＵＣラップに対する平均ＳＰＳと平均ＳＬを計算する。
（ＵＣ ＳＰＳ および ＵＣ ＳＬ）
ｂ．ＣＰＵは、ＵＣ ＳＰＳ値のＳＰＳ値に対応する現行の look-up table からストライド長（ＳＬ）を見出す。
ｃ．ＣＰＵは、これら２つのストライド長を平均する。
（ＳＬ＋ＵＣ ＳＬ）／２＝調整されたストライド長（ＡＳＬ）
ｄ．割り算ＡＳＬ／ＳＬを行い、テーブル値のＡＳＬ％変化を得る。
ｅ．対応するＵＣ ＳＰＳ値、ＵＣ ＳＰＳ＋０．０５、およびＵＣ ＳＰＳ−０．０５値のためのテーブルストライド長値を以下により調整する。
更新されたストライド長＝ＳＬ＊（１＋ＡＳＬ％）
（即ち、たった３つの異なる値が、このパーセンテージにより調整される）
ｆ．また、ＳＰＳ値 ＵＣ ＳＰＳ＋０．１０とＵＣ ＳＰＳ−０．１０に対するＳＬは、以下のように調整される。
更新されたストライド長＝ＳＬ（１＋（ＡＳＬ％／２））
５．合計５つのＳＬ値が調整される。次に、これら５つの更新されたＳＬ値が、 look-up table の古い値と恒久的に交替する。
６．この更新較正モードは異なるスピードで繰り返され、エラーが２％より小さくなるまで曲線の異なる部分を微調整する。
７．もし、走者のコンディショニングが改善されるか、またはケガをすれば、走者は常に更新較正して９８％以上の精度を確実なものにする。これは、４つの較正サンプルの完全な設定より早くて容易である。
【表６】
2004533600.tif 000008
【００９３】
更新較正走行サンプル値
サンプル平均：ＵＣ ＳＰＳ＝２．９５ および ＵＣ ＳＬ＝１３４．９
全体距離％エラーが２％より大きいと仮定する。何故ならば、
ＵＣ ＳＬ＝１３４．９はＳＰＳ ２．９５  ＳＬ＝１２７．５に対応し、
１３４．９−１２７．５＝７．４          ７．４／１２７．５＝５．８％だけ異なるからである。
Then: ＵＣ ＳＰＳ、ＵＣ ＳＰＳ＋０．０５、およびＵＣ ＳＰＳ−０．０５に対して、
１２７．５＋１３４．９＝２６２．４／２＝１３１．２  平均
１３１．２−１２７．５＝３．７    ３．７／１２７．５＝２．９％＝ＡＳＬ％＝ＳＬ＊（１＋０．０２９）
ＵＣ ＳＰＳ＋０．１０、およびＵＣ ＳＰＳ−０．１０に対して、
調整された値＝ＡＳＬ％／２＝１．４５％＝ＳＬ＊（１＋（０．０２９／２））
【００９４】
更新較正のテーブル法に代わり、また更新較正が以下に示すようなアルゴリズムを使用して行える。
更新較正-走行アルゴリズム:
更新較正モードで、４００メートルラップを行う。
計算された距離を４００メートルと比較する：４００メートル−計算された距離＝Ｍ／４００＝Ｅ％
もし、Ｅ％＜＋／−２％（＋／−８メートル）ならば、数式の更新はない。
もし、Ｅ％＞＋／−２％（＋／−８メートル）ならば、
最初に更新ラップＳＰＳ（ＵＬＳＰＳ）を記憶されたＳＰＳ値と比較する。
If ＵＬＳＰＳ≦ＳＰＳ２ then
ＳＬ＝（ＳＬ１＋（（ＳＬ２−ＳＬ１）／（ＳＰＳ２−ＳＰＳ１））＊（実ＳＰＳ−ＳＰＳ１））＊（１＋Ｅ％／２）
（歩行スピード範囲だけが調整される。）
If ＵＬＳＰＳ＞ＳＰＳ２, and ≦ＳＰＳ３ then
ＳＬ＝（ＳＬ２＋（（ＳＬ３−ＳＬ２）／（ＳＰＳ３−ＳＰＳ２））＊（実ＳＰＳ−ＳＰＳ２））＊（１＋Ｅ％／２）
（ジョギングスピード範囲だけが調整される。）
If ＵＬＳＰＳ＞ＳＰＳ３ then
ＳＬ＝（ＳＬ３＋（（ＳＬ４−ＳＬ３）／（ＳＰＳ４−ＳＰＳ３））＊（実ＳＰＳ−ＳＰＳ３））＊（１＋Ｅ％／２）
（走行スピード範囲だけが調整される。）
【００９５】
データ入力設定オプション
【００９６】
全ての現行の歩数計は、使用者に自分のステップ長を決定し、次にこの値を歩数計のメモリに入力することを要求する。このプロセスは、使用者に一定の距離を路面または経路上に区画し、次にステップをカウントする間にこの距離を歩くことを要求する。次に、最後のステップが１ステップの何割かを推定する。何故ならば、たいがいの使用者の最後のステップが正確に境界線上には無いからである。一般に、殆どの歩数計製造業者は、使用者にこれを１０フィート区間にわたって行うことを求める。この方法の問題は、以下のようである。
１．長い定規またはテープを見付け、コースを路面上に区画しなければならないことは不便である。
２．この方法は消費者に複数の数学的操作を行うことを要求し、各時間はエラーに出くわす機会を導入する。
３．ステップをカウントすることに集中しながらそのような短い距離を歩行するとき、自然な歩調を維持することは困難であり、８０センチメートルの平均ステップ長の小さな８センチメートルの測定誤差は、１０％の誤差を距離にもたらす。
４．最後のステップの完了は、著しいパーセンテージの誤差をそのような短いサンプル長に容易に付加する。
５．それは、使用者が歩数計を直ちに使うことを妨げる。
【００９７】
これら設定の困難、および既存の歩数計がたった１つか多くとも２つの入力ストライド長を有するという事実は、実際にストライド長が歩行スピードによって著しく変化するとき、現行の歩数計により提供されるスピード、距離、およびカロリー情報を非常に不正確にしてきた。
【００９８】
パーソナル較正
【００９９】
パーソナル較正オプションを発明し応用してきたが、本発明は最善かつ最も正確な結果を提供し、上記プロシージャより容易なプロシージャであり、使用者の数学的スキルを要求せず、本発明が使用される前に行われなければならないプロセスが更に存在する。
【０１００】
データ入力オプション
【０１０１】
パーソナル較正プロシージャ、または自分のストライドを測定して入力することの何れも完了することなく本発明の歩数計を直ちに使用することが出来る利便性を好む個人が存在することもあり得る。これらの個人にとって、彼らはフィードバック結果が数パーセント桁が下がりしても気にせず、むしろ単純化された設定の利便性の方がよい。
【０１０２】
これらの個人にとって、結果と共に直ちに使用することを可能にする本発明の他の実施例は、従来の歩数計より更に優れている。このデータ入力オプションは、以下のように機能する。歩調解析調査は、特定のステップ／秒値（ＳＰＳ）に対する特定のストライド長を示す３つのテーブルおよび／またはアルゴリズムを作成するために使用できる。（以下の）性別テーブルでは、第１のテーブルまたは「ユニバーサル (Universal)」テーブルが、性別と無関係な人口全体の平均である。ユニバーサルテーブルは、本発明のこの実施例に組み込まれる既定のテーブルまたは数式であり得る。もし、更にデータが使用者によって入力されなければ、歩数計はストライド長値をこのテーブルから導く。ストライド長値はＳＰＳ速度の０．０５毎の増加と共に増加するので、結果はたった１つのストライド長値を有する装置より正確である。この数式に対する変化率範囲は、１．５０ＳＰＳから２．６０ＳＰＳの一般的歩行スピードにわたるＳＰＳの０．０５毎の変化に対して、１．５から２センチメートルである。
【０１０３】
また、使用者は、装置の精度を更に改善する２つの個人データを入力するオプションが付与される。これらのデータはステップ長に対する相関関係が著しいことを示し、両方のデータが消費者に既知なので測定またはサンプリングプロシージャは要求されない。従来の研究および検証から、歩行スピードの変化に対するストライド長の変化率が、女性（性別テーブル−女性）で男性（性別テーブル−男性）より低いことは既知である。また、女性が身長では男性より平均して短く、従って、所定のＳＰＳ値に対する彼女らのストライド長も短いことは既知である。従って、女性と男性のための別々のテーブルまたはアルゴリズムが作成できる。設定の間に使用者の性別を入力することにより、歩数計の精度が更に改善できる。
【０１０４】
最後に、使用者の身長はストライド長値を調整するために使用でき、もし使用者が平均身長より高いか低ければ、数パーセント調整される（以下の身長テーブルを参照）。平均からの身長の１インチ毎の変化に対するストライド長のパーセンテージ変化を用いて、各テーブルは、使用者と類似した身長と性別の個人の平均をより類似して反映するように微調整される。添付されているのは、現行の性別に特有のテーブルと身長調整パーセンテージを示すチャートである。
【０１０５】
この機能で使用されるストライド率に対するストライド長は、２３００人の標本である３つの異なる医学的研究から導出された。以前に利用可能であったデータは、発明者により追加の調査データに関連づけられ、値が人口の大部分に対して正確であることを確認した。調査では、性別と身長が、他の全ての変数より強い相関関係をストライド長に対して示した。
【０１０６】
また、データをこれらの数式に適用することにより、男女共用の数式は変化したスピード全体にわたって９２．５％以上の平均精度をもたなければならず、性別／身長数式は９５％以上の平均精度をもたなければならない。これら精度の両方とも、使用者の歩行スピードが変化するときの現行の歩数計の結果より著しく優れている。
【０１０７】
他の情報（例えば、年齢）も入力できるが、ストライド長に対するこの値について統計的に著しい相関関係はない。また、脚の長さを相関させることも可能であるが、これは使用者に自分の脚を主観的な特定の測定点を使用して測定することを要求する。このことはもう１つの不便な段階と潜在的誤差をプロセスに導入し、結果の精度を殆ど改善しない。
【０１０８】
また、更新較正オプションをデータ入力法と組み合わせることも可能であり、従って、更新較正モードでの既知の距離の歩行により較正精度を９８％まで改善する方法を使用者に提供する。使用者は元の２つのパーソナル較正歩行を行う必要はないが、その代わり、データ入力曲線に端を発し、所望する精度が達成されるまで更新較正を繰り返すことによりこれらを「微調整」する。
【０１０９】
最後に、これらの結果は西洋人の母集団の研究とテストに基づく。また、より特化した母集団に基づいてテーブルを生成することが望ましい。例えば、日本で市販される歩数計に対しては、ユニバーサルチャート (Universal Chart) を発展させるか、またはこの特定の母集団のバイオメカニクスをより厳密に反映するように現行のチャートが調整される。
【表７】
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【表８】
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【０１１０】
単一のサンプル歩行較正オプション
【０１１１】
複数のサンプルを用いたパーソナル較正とデータ入力の混合である較正のもう１つの変形は、単一サンプル較正である。このオプションは、歩行だけの歩数計により適している。このオプションは人口全体に対する変化率の経験的な平均を使用するか、または性別による経験的な平均を使用する。次に、このオプションは、この変化率を歩行者の通常の歩行スピードで行われた単一のストライド長／ＳＰＳパーソナル較正サンプルに適用する。
【０１１２】
この方法を使用して、使用者は較正モードに入り、最初に性別−男性または女性を入力し、次にいくつかの歩行距離２５メートル、１００ヤード、４００メートル、等の１つを選択する。次に、使用者は、この距離を通常の歩行ペースの一定スピードで歩行する。次に、速度計が平均ストライド長（ＳＬＳ）と平均ＳＰＳ（ＳＰＳＳ）を記録し、これらの値を以下のアルゴリズムに代入して以後の歩行距離（実ＳＰＳ）を計算する。
男女共用のＳＬ＝ＳＬＳ−（ＳＰＳＳ−実ＳＰＳ）＊３５
（もし、性別オプションが使用されなければ）
女性ＳＬ＝ＳＬＳ−（ＳＰＳＳ−実ＳＰＳ）＊３４
男性ＳＬ＝ＳＬＳ−（ＳＰＳＳ−実ＳＰＳ）＊３６
（数式の一番右の掛け算は、０．０５ＳＰＳ間隔の人口に対するストライド長の平均変化率を反映する。）
【０１１３】
この方法は、ストライド長に対する起点がサンプルに基づく特定のＳＰＳ値の個人の実ストライド長を反映することを補償することにより、データ入力方法の精度を改善する。使用者がスピードを変化させるとき、ストライド長は人口平均の速度に基づいて変化する。この方法は、１人に必要なサンプルの数を減少させる。変化率が標準から変化する人のための２サンプリング方法ほど正確ではないが、説明と単一サンプルを１つのスピードで行うことの単純さは、ある人たちのために改善された精度の利益を上回る。多くの人々は歩行を通常のスピード付近で行うので、サンプルＳＰＳスピードに近づくにつれて誤差は低下し、全体の誤り率は低いままである。
【０１１４】
他の方法と同様に、この方法は更新較正オプションと組み合わされて精度を改善する。
【０１１５】
この手法を用いると、非サンプリング方法を除いて、より大きな偏差とより大きな誤差が存在することが予想される。平均精度は、非サンプリング方法に対してはまだ高い。何故ならば、非サンプリング方法は人口全体の平均を反映するが、普通でない歩行バイオメカニクスを有する個人は受け入れ可能な結果を得ないからである。パーソナル較正サンプリング方法について低い誤り率のより高度な一貫性が存在する。サンプル距離が４００メートルまで長くなると、平均精度は更に高くなる。
【０１１６】
繰り返される更新較正サンプリングは、全ての方法を９８％の精度まで改善する。
【０１１７】
また、この装置の他の変形は、高さの変化を測定する高度計を取り入れる。次に、高さが増加するときストライド長は調整（短く）され、高さが減少するとき長くされる。この調整は平均値、または起伏のあるコースの既知の距離の走行または歩行により導出された値を用いて行われる。バッテリーが一度に１つと交換されるときに較正データが失われないように、この装置は２つのバッテリーを含むことが好ましい。
【０１１８】
いったん実ストライド長が所定の時間に対して計算されたら、その値にその期間のストライドの数が掛け算されてその特定の歩行または走行のためのデータアーカイブファイルに記憶されるその期間に対する全距離が得られ、ストライド長が計算された他の期間に対する他の実ストライド長または距離に加算される。走行または歩行が完了するとき、使用者はオペレータインターフェース４６を入れて、全距離がディスプレイユニット上に表示されることを示す。また、移動距離の連続表示もあり得る。
【０１１９】
移動距離を正確に計算した結果、歩数計２０は例えばスピードを（マイル／時）で、またはペースを（分／マイル）で計算する能力を有し、その特定の歩行または走行のコースの平均スピードと平均ペースも含む。更に、歩数計２０は、大規模なトレーニング履歴、傾向、等を生成するために別のパーソナルコンピュータまたはコンピュータ装置へ結合するためのポートを含む。
【０１２０】
追加的特徴は、ストップウォッチ、日付、日にち、および時間表示、ならびに上で論じられたような心拍数表示を含み得る。また、上で使用された全ての距離および時間は、長さおよび測定の単位（英語、メートル、秒、分、時間、等）が変化し得ることは理解できる。
【０１２１】
ペースと移動距離を計算するためのそのような洗練された正確な方法を使用して、使用者は最適な運動時間とペースを決定できる。データプロセッサが最適な運動条件を計算できるか、使用者またはトレーナー／コーチが最適な条件を入力できる。いったんこれらの条件がわかれば、歩数計は最適な条件が満たされているかどうかに関して運動中に使用者に合図できる。音響信号またはスクリーン上のメッセージが、この情報を伝達するために使用できる。
【０１２２】
また、データは、運動の完了時に無線またはケーブルシステムを経由してコンピュータへ、または直接的にインターネットのサイトへ送信できる。いったんデータが収集されたら、個人使用者のトレーニングを助ける多様な比較および発達チャートを提供するために使用できる。
【０１２３】
詳細な説明は明瞭な理解のためだけに提供され、請求項を不必要に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明による歩数計の線図である。
【符号の説明】
【０１２５】
２０      歩数計
２４      ステップカウンタ
２６      ディスプレイ
２８      心拍数モニタ
３０      データプロセッサ
３２      データアーカイブ
３４      送信機
４０      受信機
４２      ディスプレイパネル
４４      心拍数送信機
４６      オペレータインターフェース
４８      クロック
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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