(57)【要約】【課題】  加速度計測を行い、計算量を抑制しつつ、移動速度等の推定を行うことができる状態検出装置、電子機器、測定システム及びプログラム等の提供。【解決手段】  状態検出装置１００は、加速度センサー２００から検出加速度を取得する取得部１１０と、検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Ｉを求める積算処理部１２０と、速度を推定するために用いる速度指標値ｒをｒ＝ａＩ２＋ｂＩ＋ｃ（係数ａ、ｂ及び定数ｃは所与の実数）の関係式に従って求める速度指標値演算部１３０と、を含む。【選択図】      図１
2013190377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサーから検出加速度を取得する取得部と、
前記検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Ｉを求める積算処理部と、
速度を推定するために用いる速度指標値ｒをｒ＝ａＩ２＋ｂＩ＋ｃ（係数ａ、ｂ及び定数ｃは所与の実数）の関係式に従って求める速度指標値演算部と、
を含む状態検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
運動解析座標系の第一の座標軸Ｙが鉛直線に平行な座標軸である場合に、
前記積算処理部は、
前記積算処理として、前記検出加速度の第一の座標軸成分を取得し、少なくとも前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を積算して、前記加速度積算値Ｉを求める処理を行うことを特徴とする状態検出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記運動解析座標系において、前記第一の座標軸Ｙと、第二の座標軸Ｘと、第三の座標軸Ｚとが互いに直交する場合に、
前記積算処理部は、
前記積算処理として、前記検出加速度の前記第一の座標軸成分に基づき第一の積算値Ｉｙを求め、前記検出加速度の前記第二の座標軸成分に基づき第二の積算値Ｉｘを求め、前記検出加速度の前記第三の座標軸成分に基づき第三の積算値Ｉｚを求めて、前記第一の積算値Ｉｙと前記第二の積算値Ｉｘと前記第三の積算値Ｉｚとを積算して前記加速度積算値Ｉを求める処理を行うことを特徴とする状態検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記積算処理部は、
前記運動解析座標系における前記検出加速度の前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、前記第一の座標軸成分のｎ乗（ｎは正の偶数）を求め、求めた前記第一の座標軸成分のｎ乗を積算する処理を行うことを特徴とする状態検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
実測値から得られた前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃを記憶する記憶部を含み、
前記速度指標値演算部は、
前記記憶部から取得される前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃに基づいて、前記速度指標値ｒを求めることを特徴とする状態検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
ユーザーの運動状態を判定する運動状態判定部を含み、
前記速度指標値演算部は、
前記運動状態に応じて、使用する前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃを切り替えることを特徴とする状態検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
速度実測値に基づいてキャリブレーション処理を行うキャリブレーション処理部を含み、
前記速度指標値演算部は、
速度推定値Ｖｄを求める際にユーザーの移動速度の基準とする速度である基準速度Ｖｓと前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃのうち、少なくとも一つの値を、前記キャリブレーション処理の結果に基づいて変更することを特徴とする状態検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値ｒに基づいて、距離指標値ｓを求める距離指標値演算部を含むことを特徴とする状態検出装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記距離指標値演算部により求められた前記距離指標値ｓと、基準距離Ｄｓとに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値Ｄｄを求める距離推定値演算部を含むことを特徴とする状態検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記積算処理部は、
速度推定タイミングＭ１では、先行する速度推定タイミングＴ１〜Ｔｉ（ｉは２以上の正の整数）のそれぞれで求められた加速度積算値ＩＴ１〜ＩＴｉの総和から加速度積算値ＩＭ１を求め、
前記速度推定タイミングＭ１の次の速度推定タイミングＭ２では、先行する速度推定タイミングＴ２〜Ｔ（ｉ＋１）のそれぞれで求められた加速度積算値ＩＴ２〜ＩＴ（ｉ＋１）の総和から加速度積算値ＩＭ２を求めることを特徴とする状態検出装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値ｒと、基準速度Ｖｓとに基づいて、乗算処理を行い、速度推定値Ｖｄを求める速度推定値演算部を含むことを特徴とする状態検出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の前記状態検出装置と前記加速度センサーとを含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の前記状態検出装置を含むことを特徴とする測定システム。
【請求項１４】
加速度センサーから検出加速度を取得する取得部と、
前記検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Ｉを求める積算処理部と、
速度指標値ｒをｒ＝ａＩ２＋ｂＩ＋ｃ（係数ａ、ｂ及び定数ｃは所与の実数）の式に基づいて求める速度指標値演算部として、
コンピューターを機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、状態検出装置、電子機器、測定システム及びプログラム等に関係する。
【背景技術】
【０００２】
歩行や走行状況を計測し、そこから移動距離や移動速度を算出しようとする装置では、大きく分類すると二つのアプローチがとられてきている。
【０００３】
まず、第１のアプローチとして、ユーザーが歩行しているか走行しているかという情報とは別に、距離情報もしくは速度情報を外部から取得して、歩行走行状況の測定を補正する方法がある。第１のアプローチの代表的な具体例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位システムを利用する方法や、ＩＣタグ（ＲＦＩＤ：Radio Frequency IDentification）を使う方法などが挙げられる。
【０００４】
一方、第２のアプローチとして、加速度などの歩行や走行に伴う物理情報をより詳細に得て、歩幅を補正するか、歩幅に関わらず速度や距離を推定しようとする方法がある。第２のアプローチには、多様な方法があるが、第２のアプローチはさらに以下のＡのアプローチとＢのアプローチの２つに分類することができる。
【０００５】
まず、Ａのアプローチについて説明する。人間の歩行もしくは走行は、理想的には、等速運動として第１近似できる。実際には、ステップごとに速度の変動サイクルがあるため、加速度は皆無ではないが、重心移動という観点からすれば、その加速度の変化は大きくない。ところが、足について考えれば分かる通り、走行中も足は、重心の前に振り出され、地面に設置し、さらに後方に蹴り出されるという運動を繰り返す。このように足については、重心と大きく異なる加速度運動をサイクリックに繰り返しているため、足の運動を測定することにより、歩幅等を測定することが可能である。なお、手についても足ほどではないが、腕フリ運動があるため、サイクリックな加速度運動が存在する。そのため、Ａのアプローチでは、手足に取り付けた計測装置により、正確に歩幅等を推定し、速度や距離の測定精度を向上させる。
【０００６】
これに対し、Ｂのアプローチは、手足以外の部位、例えば胸や腰などに装着した計測装置により速度や距離を算出しようとするものである。胸や腰は重心位置に近く、上記のような理由で足や手ほどは、加速度運動は明瞭ではない。各ステップを検出するためには、十分な振動は存在するが、足のように歩幅を直接測定できるわけではない。このため、精度向上のために多くの測定方法が考案されてきており、特許文献１に示すような先行技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
まず、第１のアプローチにおいては、第１に、外部インフラが無い又は使用できない場所（ＧＰＳの場合は屋内）では、速度推定を行うことができないという問題点がある。また第２に、外部との無線通信が頻繁に必要であること、第３に、消費電力が大であり、電池寿命が短くなりすぎること、第４に、狭い場所を走り回る場合には誤差が大きいことなどの問題点がある。
【０００９】
一方、第２のアプローチのうち、Ａのアプローチでは、上述した第１〜第４の問題点はないが、例えば足に装着するフットポッド形の装置を用いる場合には、胸につける心拍計や胸の表示装置とは別に、足にもセンサーを取り付ける必要があり、使用者の利便性を損なうという問題点がある。
【００１０】
さらに、Ｂのアプローチを採用する前述した特許文献１では、Ａのアプローチ同様に上述した第１〜第４の問題点はないが、加速度合成ベクトルの生成において平方根演算が必要であり、さらに平均値を求めるために除算が必要となるため、計算量が大きいという問題点がある。
【００１１】
そこで、本出願人は、第２のアプローチのうち、Ｂのアプローチに基づいて、ユーザーの移動速度や移動距離を推定するための手法であって、より計算量の小さい手法を提案する。
【００１２】
本発明の幾つかの態様によれば、加速度計測を行い、計算量を抑制しつつ、移動速度等の推定を行うことができる状態検出装置、電子機器、測定システム及びプログラム等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、加速度センサーから検出加速度を取得する取得部と、前記検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Ｉを求める積算処理部と、速度を推定するために用いる速度指標値ｒをｒ＝ａＩ２＋ｂＩ＋ｃ（係数ａ、ｂ及び定数ｃは所与の実数）の関係式に従って求める速度指標値演算部と、を含む状態検出装置に関係する。
【００１４】
本発明の一態様では、乗算及び加算のみを行うことにより、検出加速度から速度指標値を算出する。よって、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制することが可能である。
【００１５】
また、本発明の一態様では、運動解析座標系の第一の座標軸Ｙが鉛直線に平行な座標軸である場合に、前記積算処理部は、前記積算処理として、前記検出加速度の第一の座標軸成分を取得し、少なくとも前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を積算して、前記加速度積算値Ｉを求める処理を行ってもよい。
【００１６】
これにより、例えば同一の積算処理に用いる複数の検出加速度の座標軸成分の中に、符号の異なる座標軸成分が存在する場合でも、加速度積算値を正しく算出すること等が可能になる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記運動解析座標系において、前記第一の座標軸Ｙと、第二の座標軸Ｘと、第三の座標軸Ｚとが互いに直交する場合に、前記積算処理部は、前記積算処理として、前記検出加速度の前記第一の座標軸成分に基づき第一の積算値Ｉｙを求め、前記検出加速度の前記第二の座標軸成分に基づき第二の積算値Ｉｘを求め、前記検出加速度の前記第三の座標軸成分に基づき第三の積算値Ｉｚを求めて、前記第一の積算値Ｉｙと前記第二の積算値Ｉｘと前記第三の積算値Ｉｚとを積算して前記加速度積算値Ｉを求める処理を行ってもよい。
【００１８】
これにより、例えば、検出加速度の座標軸成分の三軸全てを用いて、積算処理を行って、加速度積算値を求め、速度推定精度を向上させること等が可能になる。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記積算処理部は、前記運動解析座標系における前記検出加速度の前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、前記第一の座標軸成分のｎ乗（ｎは正の偶数）を求め、求めた前記第一の座標軸成分のｎ乗を積算する処理を行ってもよい。
【００２０】
これにより、検出加速度の第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、第一の座標軸成分のｎ乗（ｎは正の偶数）を用いる場合には、乗算処理のみによって第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を求めること等が可能になり、計算量を抑制すること等が可能になる。
【００２１】
また、本発明の一態様では、実測値から得られた前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃを記憶する記憶部を含み、前記速度指標値演算部は、前記記憶部から取得される前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃに基づいて、前記速度指標値ｒを求めてもよい。
【００２２】
これにより、例えばユーザー間の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。
【００２３】
また、本発明の一態様では、ユーザーの運動状態を判定する運動状態判定部を含み、前記速度指標値演算部は、前記運動状態に応じて、使用する前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃを切り替えてもよい。
【００２４】
これにより、例えば運動状態別の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。
【００２５】
また、本発明の一態様では、速度実測値に基づいてキャリブレーション処理を行うキャリブレーション処理部を含み、前記速度指標値演算部は、速度推定値Ｖｄを求める際にユーザーの移動速度の基準とする速度である基準速度Ｖｓと前記係数ａ、ｂ及び前記定数ｃのうち、少なくとも一つの値を、前記キャリブレーション処理の結果に基づいて変更してもよい。
【００２６】
これにより、例えば外部装置に依らず、本実施形態の状態検出装置が係数ａ、ｂ、定数ｃ及び基準速度Ｖｓの値を決定すること等が可能になる。
【００２７】
また、本発明の一態様では、前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値ｒに基づいて、距離指標値ｓを求める距離指標値演算部を含んでもよい。
【００２８】
これにより、乗算及び加算のみを行うことにより、ユーザーの移動距離を距離指標値として求めること等が可能となる。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制すること等が可能となる。
【００２９】
また、本発明の一態様では、前記距離指標値演算部により求められた前記距離指標値ｓと、基準距離Ｄｓとに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値Ｄｄを求める距離推定値演算部を含んでもよい。
【００３０】
これにより、例えば距離指標値に基づいて、より意味を捉えやすい距離推定値Ｄｄを算出すること等が可能になる。すなわち、ユーザーにより分かりやすい値を提示すること等が可能になる。
【００３１】
また、本発明の一態様では、前記積算処理部は、速度推定タイミングＭ１では、先行する速度推定タイミングＴ１〜Ｔｉ（ｉは２以上の正の整数）のそれぞれで求められた加速度積算値ＩＴ１〜ＩＴｉの総和から加速度積算値ＩＭ１を求め、前記速度推定タイミングＭ１の次の速度推定タイミングＭ２では、先行する速度推定タイミングＴ２〜Ｔ（ｉ＋１）のそれぞれで求められた加速度積算値ＩＴ２〜ＩＴ（ｉ＋１）の総和から加速度積算値ＩＭ２を求めてもよい。
【００３２】
これにより、速度指標値にヒステリシス特性を与えること等が可能になる。
【００３３】
また、本発明の一態様では、前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値ｒと、基準速度Ｖｓとに基づいて、乗算処理を行い、速度推定値Ｖｄを求める速度推定値演算部を含んでもよい。
【００３４】
これにより、例えば速度指標値に基づいて、より意味を捉えやすい速度推定値Ｖｄを算出すること等が可能になる。
【００３５】
本発明の他の態様は、前記状態検出装置と前記加速度センサーとを含むことを特徴とする電子機器。
【００３６】
また、本発明の他の態様は、前記状態検出装置を含む測定システムに関係する。
【００３７】
これにより、例えば状態検出装置により行われる処理の一部をサーバーに実行させること等が可能になり、状態検出装置の処理量を削減すること等が可能になる。
【００３８】
また、本発明の他の態様は、上記各部としてコンピューターを機能させるプログラムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１（Ａ）と図１（Ｂ）は、本実施形態のシステム構成例。
【図２】速度推定処理の概要の説明図。
【図３】基準速度及び速度指標値、速度推定値の説明図。
【図４】加速度積算値と速度推定値の関係を表すグラフ。
【図５】３軸の運動解析座標系の説明図。
【図６】軸数と相関係数の関係図。
【図７】キャリブレーション処理の説明図。
【図８】移動平均処理の説明図。
【図９】図９（Ａ）と図９（Ｂ）は、本実施形態の実装例。
【図１０】本実施形態の処理の流れを説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本実施形態について説明する。まず、本実施形態の概要を説明し、次に本実施形態のシステム構成例について説明する。そして、本実施形態の手法について具体例を交えつつ詳細に説明し、最後に、フローチャートを用いて本実施形態の処理の流れについて説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４１】
１．概要
式（１）に示すように、歩幅ｐに対して歩数ｈを乗ずれば、おおよその距離ｄが求まるというのは紀元前から知られている人間の歩行、走行と距離の関係である。
【００４２】
【数１】
2013190377.tif 000003
【００４３】
例えば、１歩が６０ｃｍで、１０歩であったから大体６ｍといった測定方法は現在でもよく行われており、古くは「歩」をもって土地の面積の測定などに用いられたことが古代中国の文献などにも現れている。
【００４４】
距離ｄを移動するのに時間ｔを要したことが測定できれば、式（２）のように走行速度ｖを求めることができる。
【００４５】
【数２】
2013190377.tif 000004
【００４６】
ただし、上記のような測定方法は大きな誤差を伴うのも事実である。それは主として、人間の歩幅ｐが必ずしも一定ではないという事実による。
【００４７】
なお、左右の一歩が異なる場合が多いことを考えると、式（３）のように、左足の歩幅ｐｌｅｆｔと右足の歩幅ｐｒｉｇｈｔの和を１サイクル幅ｗとして、ｗに基づいて距離等を計算する方が精度が良い。
【００４８】
【数３】
2013190377.tif 000005
【００４９】
このため、歩行や走行状況を計測し、そこから距離や速度を算出しようとする装置では、大きく分類すると二つのアプローチがとられてきている。
【００５０】
まず、第１のアプローチとして、ユーザーが歩行しているか走行しているかという情報とは別に、距離情報もしくは速度情報を外部から取得して、歩行走行状況の測定を補正する方法がある。第１のアプローチの代表的な具体例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位システムを利用する方法や、ＩＣタグ（ＲＦＩＤ：Radio Frequency IDentification）を使う方法などが挙げられる。
【００５１】
一方、第２のアプローチとして、加速度などの歩行や走行に伴う物理情報をより詳細に得て、歩幅を補正するか、歩幅に関わらず速度や距離を推定しようとする方法がある。第２のアプローチには、多様な方法があるが、第２のアプローチはさらに以下のＡのアプローチとＢのアプローチの２つに分類することができる。
【００５２】
まず、Ａのアプローチについて説明する。人間の歩行もしくは走行は、理想的には、等速運動として第１近似できる。実際には、ステップごとに速度の変動サイクルがあるため、加速度は皆無ではないが、重心移動という観点からすれば、その加速度の変化は大きくない。ところが、足について考えれば分かる通り、走行中も足は、重心の前に振り出され、地面に設置し、さらに後方に蹴り出されるという運動を繰り返す。このように足については、重心と大きく異なる加速度運動をサイクリックに繰り返しているため、足の運動を測定することにより、歩幅等を測定することが可能である。なお、手についても足ほどではないが、腕フリ運動があるため、サイクリックな加速度運動が存在する。そのため、Ａのアプローチでは、手足に取り付けた計測装置により、正確に歩幅等を推定し、速度や距離の測定精度を向上させる。
【００５３】
これに対し、Ｂのアプローチは、手足以外の部位、例えば胸や腰などに装着した計測装置により速度や距離を算出しようとするものである。胸や腰は重心位置に近く、上記のような理由で足や手ほどは、加速度運動は明瞭ではない。各ステップを検出するためには、十分な振動は存在するが、足のように歩幅を直接測定できるわけではない。このため、精度向上のために多くの測定方法が考案されてきており、前述した特許文献１に示すような先行技術が開示されている。
【００５４】
次に、各アプローチの問題点について説明する。まず、第１のアプローチにおいては、第１に、外部インフラが無い又は使用できない場所（ＧＰＳの場合は屋内）では、速度推定を行うことができないという問題点がある。また第２に、外部との無線通信が頻繁に必要であること、第３に、消費電力が大であり、電池寿命が短くなりすぎること、第４に、狭い場所を走り回る場合には誤差が大きいことなどの問題点がある。
【００５５】
一方、第２のアプローチのうち、Ａのアプローチでは、上述した第１〜第４の問題点はないが、例えば足に装着するフットポッド形の装置を用いる場合には、胸につける心拍計や胸の表示装置とは別に、足にもセンサーを取り付ける必要があり、使用者の利便性を損なうという問題点がある。
【００５６】
さらに、Ｂのアプローチを採用する前述した特許文献１では、Ａのアプローチ同様に上述した第１〜第４の問題点はないが、加速度合成ベクトルの生成において平方根演算が必要であり、さらに平均値を求めるために除算が必要となるため、計算量が大きいという問題点がある。
【００５７】
そこで、本出願人は、第２のアプローチのうち、Ｂのアプローチに基づいて、ユーザーの移動速度や移動距離を推定するための手法であって、より計算量の小さい手法を提案する。すなわち、本実施形態の状態検出装置は、ユーザーの手や足以外の部位に付けて、加速度計測を行い、計算量を抑制しつつ、移動速度等の推定を行うことができる。
【００５８】
前述したように、従来も加速度計測を行って、移動速度を求める手法は各種考案されているが、本実施形態の場合には、第１に、１軸から３軸までの範囲で、加速度センサーの測定可能軸数を問わないという他の先行技術にはない特徴がある。ただし、軸数が多くなるほど精度が高まる。
【００５９】
また第２に、乗算及び加算のみを行うことにより、加速度から速度を示す指標を算出することが可能であるという特徴がある。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制することが可能となる。
【００６０】
そして第３に、歩数、歩幅、歩行ピッチ等とは独立して、移動速度等の推定が可能であるという特徴がある。さらに、計測した歩数や歩幅、歩行ピッチなどを、速度推定結果の補正に用いることも可能である。
【００６１】
２．システム構成例
図１（Ａ）に本実施形態の状態検出装置を含む電子機器９００をユーザー１０が胸部に装着している例を示す。なお、本実施形態では、電子機器９００を胸部に装着しているが、手や足以外の部位であれば胸部以外の位置に装着していてもよい。
【００６２】
次に、図１（Ｂ）に本実施形態の状態検出装置１００及びこれを含む電子機器９００（又は測定システム）の詳細な構成例を示す。
【００６３】
状態検出装置１００は、取得部１１０と、積算処理部１２０と、速度指標値演算部１３０と、速度推定値演算部１４０と、記憶部１５０と、運動状態判定部１６０と、距離指標値演算部１７０と、距離推定値演算部１８０と、キャリブレーション処理部１９０と、を含む。また、状態検出装置１００を含む電子機器９００の例としては、加速度センサー２００や、後述する図９（Ａ）に図示するアンテナ部３００、無線通信部４００などを含む歩数計などが挙げられる。なお、状態検出装置１００及びこれを含む電子機器９００は、図１（Ｂ）の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。また、本実施形態の状態検出装置１００の一部又は全部の機能は、アンテナ部３００及び無線通信部４００と通信により接続されたサーバーにより実現されてもよい。
【００６４】
次に各部で行われる処理について説明する。
【００６５】
取得部１１０は、加速度センサー２００から検出加速度を取得する。取得部１１０は、加速度センサー２００との通信を行うインターフェース部であり、バス等を利用するものである。
【００６６】
積算処理部１２０は、検出加速度に基づいて後述する積算処理を行い、加速度積算値を求める。
【００６７】
速度指標値演算部１３０は、加速度積算値に基づいて、速度を推定するために用いる速度指標値を求める。
【００６８】
速度推定値演算部１４０は、速度指標値と基準速度とに基づいて乗算処理を行い、速度推定値を求める。
【００６９】
記憶部１５０は、速度指標値を求める際に用いる係数等の情報を記憶するとともに、各部のワーク領域となるものであり、その機能はＲＡＭ等のメモリーやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などにより実現できる。
【００７０】
運動状態判定部１６０は、ユーザーの運動状態を判定する。
【００７１】
距離指標値演算部１７０は、速度指標値に基づいて、距離指標値を求める。
【００７２】
距離推定値演算部１８０は、距離指標値と基準距離とに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値を求める。
【００７３】
キャリブレーション処理部１９０は、速度実測値に基づいて後述するキャリブレーション処理を行う。
【００７４】
なお、積算処理部１２０と、速度指標値演算部１３０と、速度推定値演算部１４０と、運動状態判定部１６０と、距離指標値演算部１７０と、距離推定値演算部１８０と、キャリブレーション処理部１９０は、各種プロセッサー（ＣＰＵ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【００７５】
そして、加速度センサー２００は、例えば外力によって抵抗値が増減する素子等で構成され、三軸の加速度情報を検知する。但し、本実施形態における加速度センサー２００の軸数は、三軸に限定されるものではない。
【００７６】
３．本実施形態の手法
まず、本実施形態の状態検出処理の中で求めるデータを、順に図２に示す。本実施形態ではまず初めに、加速度センサー２００から検出加速度を取得する（Ｓ１０１）。次に、取得した検出加速度に基づいて、後述する加速度積算値を算出し（Ｓ１０２）、算出した加速度積算値に基づいて、後述する速度指標値を算出する（Ｓ１０３）。そして、算出した速度指標値に基づいて、後述する速度推定値を算出する（Ｓ１０４）。大まかに言えば、本実施形態ではこのような中間値を経て、本実施形態の目的であるユーザーの移動速度（又は移動距離）等を得る。なお、最終的にユーザーの移動速度（移動距離）として求められる値は、速度指標値（距離指標値）であっても、速度推定値（距離推定値）であってもよい。理由は後述する。以下、本実施形態の手法について詳細に説明する。
【００７７】
本実施形態の状態検出装置１００は、加速度センサー２００から検出加速度を取得する取得部１１０と、検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Ｉを求める積算処理部１２０と、速度を推定するために用いる速度指標値ｒをｒ＝ａＩ２＋ｂＩ＋ｃ（係数ａ、ｂ及び定数ｃは所与の実数）の関係式に従って求める速度指標値演算部１３０と、を含む。
【００７８】
ここで、検出加速度とは、加速度センサー２００により検出される加速度のことをいう。例えば、加速度センサー２００が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸について加速度を検出する場合には、検出加速度は、式（４）のようなベクトルＡで表される。式（４）においては、ｘがＸ軸成分、ｙがＹ軸成分、ｚがＺ軸成分を表す。ただし、検出加速度は、３軸の加速度を成分とするベクトルであるとは限らず、数学的にこれと等価な形式で表されても良い。
【００７９】
【数４】
2013190377.tif 000006
【００８０】
また、本実施形態における積算処理とは、検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する処理のことである。具体的には、例えば検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分であるＸ軸成分を、連続して検出された３回分足し合わせること等を指す。
【００８１】
このようにして、積算処理の結果得られる値のことを加速度積算値という。具体的には、本例における加速度積算値Ｉは式（５）のようになる。式（５）において、ｘ１はあるタイミングにおける検出加速度のＸ軸成分、ｘ２はｘ１の次のタイミングの検出加速度のＸ軸成分、ｘ３はｘ２の次のタイミングの検出加速度のＸ軸成分を指す。
【００８２】
【数５】
2013190377.tif 000007
【００８３】
なお、本例では、３回連続して加速度を検出する期間を所与の期間として設定している。但し、所与の期間はこれに限定されず、任意に設定してもよい。理想的には所与の期間は、左右１歩を１サイクルとして２サイクルを含むことができる時間であることが望ましい。また、この時間を定めるために走行ピッチを測定して時間を求めても良いが、処理の簡略化のため、４秒間あるいは８秒間といった通常の走行では必ず２サイクルが含まれると考えられる時間幅を所与の期間として設定しても良い。
【００８４】
また、ここでは、一つの座標軸成分についてのみ積算処理を行う例を挙げたが、これに限定されない。３軸の加速度成分全てについて積算処理を行う例については後述する。
【００８５】
そして、算出した加速度積算値Ｉを式（６）に代入して、速度指標値ｒを求める。式（６）において、係数ａ、ｂ及び定数ｃは所与の実数である。なお、速度指標値ｒを式（６）に従って求める処理は、数学的にこれと等価な処理であれば変形実施することも可能である。
【００８６】
【数６】
2013190377.tif 000008
【００８７】
また、ここで速度指標値とは、ユーザーの移動速度を表す値である。すなわち、速度指標値は後述する速度推定値を含む概念である。そのため、速度指標値を求めた段階で本実施形態の目的の一つであるユーザーの移動速度の特定は達成される。
【００８８】
また、速度指標値は、必ずしも国際単位系により表される値でなくても良い。速度指標値が国際単位系以外により表される値である一例としては、例えば図３に示すような基準速度とユーザーの移動速度の比（倍率）などが挙げられる。図３は、縦軸を速度として、サンプル１（ＳＰ１）の速度Ｖ１とサンプル２（ＳＰ２）の速度Ｖ２を基準（ＤＳ）の速度Ｖｓ（基準速度）と比較したグラフである。基準速度とユーザーの移動速度の比（倍率）である速度指標値ｒ１及びｒ２は、式（６）のｒとして求められる。なお、以下の実施例の説明では、速度指標値を、基準速度とユーザーの移動速度の比（倍率）として扱う。
【００８９】
これにより、ユーザーの移動速度を速度指標値として求めることが可能となる。また、乗算及び加算のみを行うことにより、検出加速度から速度指標値を算出することが可能である。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制することが可能となる。
【００９０】
以上のように、本実施形態の状態検出装置１００は、ユーザーの手や足以外の部位に付けて、加速度計測を行い、計算量を抑制しつつ、移動速度等の推定を行うことができる。
【００９１】
また、本実施形態の状態検出装置１００は、速度指標値演算部１３０により求められた速度指標値ｒと、基準速度Ｖｓとに基づいて、乗算処理を行い、速度推定値Ｖｄを求める速度推定値演算部１４０を含んでもよい。
【００９２】
すなわち、前述した図３の例においては、式（７）及び式（８）に従って、サンプル１（ＳＰ１）の速度推定値Ｖ１とサンプル２（ＳＰ２）の速度推定値Ｖ２を算出する。
【００９３】
【数７】
2013190377.tif 000009
【００９４】
【数８】
2013190377.tif 000010
【００９５】
ここで、基準速度Ｖｓとは、ユーザーの移動速度の基準となる速度のことをいい、式（６）の係数ａ、ｂ及び定数ｃの組み合わせと一対一に対応付けられる値である。基準速度Ｖｓとしては、例えば、統計的に算出した人間の歩行する速度の平均値などを用いてもよい。但し、基準速度Ｖｓはこれに限定されるものではなく、任意の値に設定することが可能である。なお、その場合には、基準速度Ｖｓを変更するのに合わせて、式（６）の係数ａ、ｂ及び定数ｃの組み合わせも、変更後の基準速度Ｖｓと対応する値に変更する必要がある。なぜなら、係数ａ、ｂ及び定数ｃの組み合わせが基準速度Ｖｓと対応していなければ、これら係数等の組み合わせと加速度積算値Ｉから求められる速度指標値ｒも、基準速度Ｖｓと速度推定値Ｖｄの比（倍率）を正しく表していない値になってしまうためである。従って、例えば、基準速度Ｖｓをユーザーの移動速度に比べて遥かに大きい値に設定した場合には、係数ａ、ｂ及び定数ｃを変更前より小さい値に設定し直す必要がある。
【００９６】
またここで、速度推定値Ｖｄとは、狭義の速度指標値であり、ユーザーの移動速度として推定される値のことをいう。速度推定値Ｖｄには、一見して意味を捉えやすい値が相応しいため、主に国際単位系において表されることが望ましい。但し、これに限定されない。前述した図３の例では、Ｖ１とＶ２が速度推定値Ｖｄとなる。
【００９７】
これにより、例えば速度指標値に基づいて、より意味を捉えやすい速度推定値Ｖｄを算出すること等が可能になる。すなわち、ユーザーにより分かりやすい値を提示すること等が可能になる。
【００９８】
以上のようにして、速度推定値を求めると、加速度積算値と速度推定値の関係は、例えば図４のようになる。図４は、横軸を加速度積算値とし、縦軸を速度推定値（ｍ／ｓ）とするグラフであり、Ｐ１等の四角形の点が実際に推定した結果を表している。図４の結果を参照すると、加速度積算値と速度推定値は、図のような曲線Ｓ１により表されることが分かる。なお、グラフ中でＷ１の範囲に分布する点は、ユーザーが歩行している時に速度推定された点であり、Ｒ１の範囲に分布する点は、ユーザーが走行している時に速度推定された点である。
【００９９】
また、検出加速度の座標軸成分は常に正の値であるとは限らず、検出加速度の座標軸成分が正から負になる場合には、前述した積算処理を正しく行えない場合もある。具体的には、例えば加速度を２回検出した分を積算する処理を行う場合に、１回目に北に１（ｍ／ｓ２）の加速度を検出し、２回目に南に１（ｍ／ｓ２）の加速度を検出した場合には、実際には移動していたものの、加速度積算値は０（ｍ／ｓ２）になってしまい、正しい速度推定を行うことができない。
【０１００】
そこで、運動解析座標系の第一の座標軸Ｙが鉛直線に平行な座標軸である場合に、積算処理部１２０は、積算処理として、検出加速度の第一の座標軸成分を取得し、少なくとも第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を積算して、加速度積算値Ｉを求める処理を行ってもよい。
【０１０１】
ここで、第一の座標軸成分の絶対値に対応する値としては、第一の座標軸成分の絶対値そのものを用いてもよい。
【０１０２】
また、積算処理部１２０は、運動解析座標系における検出加速度の第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、第一の座標軸成分のｎ乗（ｎは正の偶数）を求め、求めた第一の座標軸成分のｎ乗を積算する処理を行ってもよい。
【０１０３】
この場合には、加速度積算値Ｉは例えば式（９）により求められる。式（９）において、ｉはサンプル番号、ｊはサンプル開始番号、ｍはサンプリング数を示し、ｉ、ｊ、ｍは正の整数である。
【０１０４】
【数９】
2013190377.tif 000011
【０１０５】
なお前提として、ここでは、加速度センサー座標系と運動解析座標系が一致しており、かつ運動解析座標系の第一の座標軸Ｙが鉛直線に平行な座標軸であるとしている。なお、運動解析座標系とは、速度推定処理等を行う場合に、基準として用いる座標系のことをいう。運動解析座標系は、ローカル座標系であっても、ワールド座標系（グローバル座標系）であってもよい。また、加速度センサー座標系とは、加速度センサー２００が加速度を検出する際に基準とするローカル座標系（ボディー座標系）のことをいう。そのため、検出加速度は、加速度センサー座標系において表現された加速度（ベクトル）となる。従って、加速度センサー座標系と運動解析座標系が一致していない場合には、検出加速度の座標変換処理を行う必要がある。座標変換処理の方法は任意であり、公知の手法を用いればよい。
【０１０６】
これにより、例えば同一の積算処理に用いる複数の検出加速度の座標軸成分の中に、符号の異なる座標軸成分が存在する場合でも、積算処理において打ち消し合わずに、加速度積算値を正しく算出すること等が可能になる。
【０１０７】
さらに、検出加速度の第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、第一の座標軸成分のｎ乗（ｎは正の偶数）を用いる場合には、乗算処理のみによって第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を求めること等が可能になり、計算量を抑制すること等が可能になる。
【０１０８】
これまでは、一軸の座標軸成分を積算する例について説明してきたが、本実施形態では、一軸に限らず三軸の座標軸成分を積算して加速度積算値を求めてもよい。
【０１０９】
すなわち、運動解析座標系において、第一の座標軸Ｙと、第二の座標軸Ｘと、第三の座標軸Ｚとが互いに直交する場合に、積算処理部１２０は、積算処理として、検出加速度の第一の座標軸成分に基づき第一の積算値Ｉｙを求め、検出加速度の第二の座標軸成分に基づき第二の積算値Ｉｘを求め、検出加速度の第三の座標軸成分に基づき第三の積算値Ｉｚを求めて、第一の積算値Ｉｙと第二の積算値Ｉｘと第三の積算値Ｉｚとを積算して加速度積算値Ｉを求める処理を行ってもよい。
【０１１０】
ここで、検出加速度の第二の座標軸成分とは、例えば水平面を表す２つの座標軸のうち、一方の座標軸の加速度成分のことをいう。また、検出加速度の第三の座標軸成分とは、例えば水平面を表す２つの座標軸のうち、第二の座標軸とは異なる他方の座標軸の加速度成分のことをいう。さらに具体的には、図５のように、Ｙ軸方向が鉛直方向Ｇと一致する場合には、例えばＸ軸成分が第二の座標軸成分であり、Ｚ軸成分が第三の座標軸成分である。
【０１１１】
また、加速度積算値Ｉは例えば式（１０）より、第一の積算値Ｉｙは式（１１）により、第二の積算値Ｉｘは式（１２）により、第三の積算値Ｉｚは式（１３）により求められる。式（１０）〜式（１３）において、ｉはサンプル番号、ｊはサンプル開始番号、ｍはサンプリング数を示し、ｉ、ｊ、ｍ、ｎは正の整数である。
【０１１２】
【数１０】
2013190377.tif 000012
【０１１３】
【数１１】
2013190377.tif 000013
【０１１４】
【数１２】
2013190377.tif 000014
【０１１５】
【数１３】
2013190377.tif 000015
【０１１６】
なお、変形例として、第一の積算値Ｉｙ、第二の積算値Ｉｘ、第三の積算値Ｉｚのいずれか又は全てに任意の係数を乗算したり、加速度積算値Ｉを算出する際に任意の定数項を積算したりしてもよい。さらに、数学的にこれと等価な演算を行って、加速度積算値を求めても良い。
【０１１７】
さらに具体的な例について、図５を用いて説明する。まず、図５において、ＳＰ１により表される加速度を検出した後に、ＳＰ２により表される加速度を検出したとする。この際に、二つの検出加速度の積算処理を行うと加速度積算値は式（１４）のようになる。なお、式（１４）では、ｎ＝２としている。
【０１１８】
【数１４】
2013190377.tif 000016
【０１１９】
ここで、積算処理に用いる検出加速度の軸数（横軸）と相関係数（縦軸）の関係を図６のグラフに示す。相関係数は、本実施形態において推定した速度推定値と実際のユーザーの移動速度との相関値を表すものであり、相関係数が大きくなるほど、速度推定値と実際のユーザーの移動速度とが近似していることを示している。また、系列Ａは被験者Ａについてのデータ、系列Ｂは被験者Ｂについてのデータ、系列Ｃは被験者Ｃについてのデータを表す。図６を示す通り、全ての系列データにおいて、軸数が１軸から３軸に増えるにつれて、相関係数が大きくなっていることが確認できる。すなわち、軸数を増やせば速度推定精度が向上することが分かる。
【０１２０】
これにより、例えば、検出加速度の座標軸成分の三軸全てを用いて、積算処理を行って、加速度積算値を求め、速度推定精度を向上させること等が可能になる。
【０１２１】
さて、前述した係数ａ、ｂ及び定数ｃには、使用する軸数や積算処理を行う所定の期間に応じて、異なる値が設定されることが望ましい。
【０１２２】
さらに、前述した係数ａ、ｂ及び定数ｃには、使用するユーザー毎に適した値が設定されることが望ましい。なぜなら、ユーザーによって歩き方や走り方が異なるため、加速度積算値が同じであったとしても、実際の移動速度も同じになるとは限らないためである。
【０１２３】
そこで、本実施形態の状態検出装置１００は、実測値から得られた係数ａ、ｂ及び定数ｃを記憶する記憶部１５０を含んでもよい。そして、速度指標値演算部１３０は、記憶部１５０から取得される係数ａ、ｂ及び定数ｃに基づいて、速度指標値ｒを求めてもよい。
【０１２４】
ここで、実測値とは、例えば実際のユーザーの移動速度等のことを指す。
【０１２５】
これにより、実測値に基づいて特定された適切な係数ａ、ｂ及び定数ｃを記憶して、速度指標値を求める際に、記憶された係数ａ、ｂ及び定数ｃを用いること等が可能になる。従って、ユーザー間の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。
【０１２６】
また、前述した係数ａ、ｂ及び定数ｃには、現在のユーザーの運動状態に適した値が設定されることが望ましい。なぜなら、ユーザーが歩いている時と、走っている時では、加速度積算値が同じであったとしても、実際の移動速度も同じになるとは限らないためである。
【０１２７】
そこで、本実施形態の状態検出装置１００は、ユーザーの運動状態を判定する運動状態判定部１６０を含んでもよい。そして、速度指標値演算部１３０は、運動状態に応じて、使用する係数ａ、ｂ及び定数ｃを切り替えてもよい。
【０１２８】
ここで、運動状態とは、例えば、ユーザーが歩いている状態や走っている状態、停止している状態等のことをいう。また、運動状態として、より詳細な情報を考慮してもよい。より詳細な情報とは、ユーザーの移動速度や移動距離、移動時間等の情報のことである。
【０１２９】
この際には、前回推定した速度推定値と所定の閾値とを比較するなどして運動状態を判定してもよい。例えば、所定の閾値よりも速度推定値が一定期間大きかった場合には、運動状態は走行状態であると判断する。但し、運動状態の判定方法はこれに限定されない。
【０１３０】
これにより、運動状態に応じて特定された適切な係数ａ、ｂ及び定数ｃを、速度指標値を求める際に用いること等が可能になる。従って、運動状態別の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。
【０１３１】
なお、係数ａ、ｂ及び定数ｃとして、必ずしもユーザー毎や運動状態毎に異なる値を使わなければならないわけではなく、全ての場合において共通の値を用いても当然よい。
【０１３２】
ここまでは、外部装置において、係数ａ、ｂ及び定数ｃの値が特定される例を説明したが、本実施形態の状態検出装置１００が係数ａ、ｂ及び定数ｃ等の値を決定しても良い。
【０１３３】
すなわち、本実施形態の状態検出装置１００は、速度実測値に基づいてキャリブレーション処理を行うキャリブレーション処理部１９０を含んでもよい。そして、速度指標値演算部１３０は、速度推定値Ｖｄを求める際にユーザーの移動速度の基準とする速度である基準速度Ｖｓと係数ａ、ｂ及び定数ｃのうち、少なくとも一つの値を、キャリブレーション処理の結果に基づいて変更してもよい。
【０１３４】
ここで、速度実測値とは、前述した実測値の一つであり、ユーザーの実際の移動速度を外部機器等により測定した値のことをいう。
【０１３５】
ただし、実際には、速度実測値を直接取得（測定）することが困難な場合もある。そのため、本実施形態の状態検出装置１００は、所定の距離をユーザーが歩行又は走行した結果と、後述する距離推定値Ｄｄとに基づいてキャリブーション処理を行うキャリブレーション処理部１９０を含んでも良い。この場合には、所定の距離をユーザーが歩行又は走行した結果と、後述する距離推定値Ｄｄとに基づいて、ユーザーの移動速度を推定し、推定した移動速度を速度実測値として用いて、キャリブレーション処理を行っても良い。つまり、速度実測値は、ユーザーが実際に移動した距離等から推定した値であっても良い。
【０１３６】
また、キャリブレーション処理とは、例えば、係数ａ、ｂ、定数ｃ及び基準速度Ｖｓ等の値を適切な値に調整する処理などのことをいう。
【０１３７】
図７を用いて具体例を説明する。図７は、縦軸を移動速度（ｍ／ｓ）、横軸を加速度積算値としたグラフであり、係数ａ、ｂ、定数ｃ及び基準速度Ｖｓの初期値（デフォルト値）を用いた時の加速度積算値と移動速度との関係を示している。また、ここでは、実際のユーザーの移動速度を曲線ＵＤとして示す。さらに、キャリブレーション処理を行う前の基準速度Ｖｓと速度指標値ｒを乗算して得られる速度推定値Ｖｄを曲線ＡＤとして示す。
【０１３８】
この時、例えば加速度積算値がＩｋである時には、速度実測値と速度推定値が共にＶ１であり、一致しているが、加速度積算値がＩｍである時には、速度推定値はＶ２、速度実測値はＶ３であり、速度実測値と速度推定値が一致していない。そのため、加速度積算値がＩｍである時にも速度実測値と速度推定値が一致するようにキャリブレーション処理を行う必要がある。
【０１３９】
そこで、本例のキャリブレーション処理では、加速度積算値がＩｋである時と、Ｉｍである時の２点について、速度実測値を取得し、これを基準速度Ｖｓと比較し、式（１５）及び式（１６）に表す速度指標値（ｒｋとｒｍ）を求める。
【０１４０】
【数１５】
2013190377.tif 000017
【０１４１】
【数１６】
2013190377.tif 000018
【０１４２】
そして、式（６）において、加速度積算値がＩｋである場合に、速度指標値がｒｋとなり、加速度積算値がＩｍである場合に、速度指標値がｒｍとなるように、係数ａ、ｂ、定数ｃを調整する。また、場合によっては、基準速度Ｖｓを調整する。なお、本例では、加速度積算値がＩｋである時と、Ｉｍである時の２点について、速度指標値を求める処理を行ったが、本実施形態ではこれに限定されない。
【０１４３】
また、ここでキャリブレーション処理の結果とは、例えば前述した例では速度指標値ｒ（ｒｋとｒｍ）であったり、速度指標値ｒに基づいて求められた係数ａ、ｂ、定数ｃ及び基準速度Ｖｓのいずれか又は全ての変更を指示する情報のことであったりする。但し、これらに限定されない。
【０１４４】
これにより、例えば外部装置に依らず、本実施形態の状態検出装置１００が係数ａ、ｂ、定数ｃ及び基準速度Ｖｓの値を決定すること等が可能になる。従って、ユーザーが使用する際に、わざわざ他の装置等を準備して、キャリブレーション処理を行う手間を省くことができ、より利便性を高めること等が可能となる。
【０１４５】
また、本実施形態の状態検出装置１００は、速度指標値演算部１３０により求められた速度指標値ｒに基づいて、距離指標値ｓを求める距離指標値演算部１７０を含んでもよい。
【０１４６】
ここで、距離指標値と距離推定値は、前述した速度指標値と速度推定値と同様の関係にある。そのため、前述した説明の速度に関する記述を、距離に置き換えれば良いため、詳細な説明は省略する。
【０１４７】
速度指標値に基づいて、距離指標値を求める際には、単純に速度指標値に移動時間を乗算すればよい。
【０１４８】
これにより、ユーザーの移動距離を距離指標値として求めること等が可能となる。また、乗算及び加算のみを行うことにより、検出加速度から速度指標値を算出すること等が可能である。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制すること等が可能となる。
【０１４９】
また、本実施形態の状態検出装置１００は、距離指標値演算部１７０により求められた距離指標値ｓと、基準距離Ｄｓとに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値Ｄｄを求める距離推定値演算部１８０を含んでもよい。
【０１５０】
具体的には、式（１７）に従って、距離推定値Ｄｄを求める。但し、数学的にこれと等価な演算を行うことにより、距離推定値Ｄｄを求めてもよい。なお、基準距離は基準速度と同様の概念であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５１】
【数１７】
2013190377.tif 000019
【０１５２】
これにより、例えば距離指標値に基づいて、より意味を捉えやすい距離推定値Ｄｄを算出すること等が可能になる。すなわち、ユーザーにより分かりやすい値を提示すること等が可能になる。
【０１５３】
ここで、移動中にユーザーが左右にぶれたりすること等により、加速度が大きく変わることがある。このような要因による移動速度の変化は、できるだけ小さくすることが望ましい。そのため、本実施形態では、速度指標値を演算する際に用いる加速度積算値の移動平均値を求め、速度指標値にヒステリシス特性を与える。
【０１５４】
すなわち、積算処理部１２０は、速度推定タイミングＭ１では、先行する速度推定タイミングＴ１〜Ｔｉ（ｉは２以上の正の整数）のそれぞれで求められた加速度積算値ＩＴ１〜ＩＴｉの総和から加速度積算値ＩＭ１を求め、速度推定タイミングＭ１の次の速度推定タイミングＭ２では、先行する速度推定タイミングＴ２〜Ｔ（ｉ＋１）のそれぞれで求められた加速度積算値ＩＴ２〜ＩＴ（ｉ＋１）の総和から加速度積算値ＩＭ２を求めてもよい。
【０１５５】
ここで、速度推定タイミングとは、速度推定処理を行うタイミングのことをいう。速度推定タイミングは、検出加速度を取得するタイミング（サンプリングタイミング）と同じ周期で訪れるものであっても良いし、サンプリングタイミングと異なる周期で訪れるものであってもよい。
【０１５６】
ここで、ｉ＝４とした場合の具体例を図８に示す。なお、図８の例では、説明の簡略化のため、速度推定タイミング（Ｍ１及びＭ２）とサンプリングタイミングは同じタイミングであり、同じ周期で訪れるものとする。この時、速度推定タイミングＭ１において求められる加速度積算値は式（１８）のようになり、速度推定タイミングＭ１において求められる加速度積算値は式（１９）のようになる。
【０１５７】
【数１８】
2013190377.tif 000020
【０１５８】
【数１９】
2013190377.tif 000021
【０１５９】
また、式（１８）及び式（１９）では、ｉ＝４による除算を行っているが、実際には除算を行わずに、係数ａ、ｂ及び定数ｃの値を調整してもよい。除算を行わない場合であっても、速度指標値にヒステリシス特性を与えることは可能であり、不要な計算を削減することにもなる。
【０１６０】
これにより、速度指標値にヒステリシス特性を与えること等が可能になる。従って、例えば移動中にユーザーが左右にぶれたりする等の要因による移動速度の変化を抑制すること等が可能となる。
【０１６１】
次に、本実施形態の状態検出装置１００を電子機器９００へ実装する方法（構成要素の配置方法）について、図９（Ａ）と図９（Ｂ）を用いて説明する。図９（Ａ）は電子機器９００に含まれる第１の電子基板７００の表面を、図９（Ｂ）は第１の電子基板７００の裏面を示している。なお、図示するに当たって混同を避けるため、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、電子機器９００を表す枠から第１の電子基板７００を表す枠を離して描画しているが、実際には両者は一致している。後述する第２の電子基板８００についても同様である。
【０１６２】
まず、本実施形態の電子機器９００は、状態検出装置１００と加速度センサー２００とを含んでもよい。
【０１６３】
また、本実施形態の電子機器９００は、状態検出装置１００と、加速度センサー２００と、無線通信部４００と、アンテナ部３００と、状態検出装置１００と無線通信部４００とを動作させる電池５００（電池ソケット）と、を含んでもよい。
【０１６４】
例えば電子機器９００は歩数計などである。なお、図９（Ｂ）の６００は、心拍測定電極端子であり、必要に応じて実装する。本実施形態においては、心拍測定電極端子６００はなくても構わない。
【０１６５】
ここで、無線通信部４００は、状態検出装置１００とアンテナ部３００の通信に関する制御を行う。無線通信部４００は、各種プロセッサー（ＣＰＵ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【０１６６】
また、アンテナ部３００は、高周波エネルギーを電波（電磁波）として空間に放射（送信）、あるいは逆に空間の電波（電磁波）を高周波エネルギーへ相互に変換（受信）する装置である。なお、本実施形態のアンテナ部３００は、少なくとも送信機能を有している。さらに、アンテナ部３００は、電子機器９００に対して、１つまたは複数設けられ、例えばアンテナ部３００が複数設けられる場合には、各アンテナの口径が異なっていてもよい。
【０１６７】
しかし、加速度センサー２００とアンテナ部３００とを同じ基板に実装する場合には、アンテナ部３００が発する電波（電磁波）の影響により、加速度センサー２００の検出結果に誤差が生じることがある。そのため、従来は、加速度センサー２００とアンテナ部３００とをそれぞれ別の基板上に離して設置し、加速度センサー２００の検出結果に誤差が生じないようにしていた。しかし、この場合には、各基板の厚みにより、電子機器９００が大きくなり、これを運動中に胸部等に付けると、運動の妨げになる等の問題があった。
【０１６８】
そこで、本実施形態では図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、状態検出装置１００と、加速度センサー２００と、無線通信部４００と、電池５００は、第１の電子基板７００に実装され、アンテナ部３００は、無線通信部４００の第１の方向ＤＲ１側に実装され、加速度センサー２００は、無線通信部４００の第２の方向ＤＲ２側に実装されてもよい。
【０１６９】
ここで、第２の方向ＤＲ２は、第１の方向ＤＲ１と異なる方向であり、例えば図９（Ａ）に示す通り、第１の方向ＤＲ１と略反対方向である。
【０１７０】
これにより、加速度センサー２００とアンテナ部３００とを離して実装すること等が可能になり、加速度センサー２００の検出結果にアンテナ部３００が発する電波を要因とする誤差が生じにくくすること等が可能になる。
【０１７１】
さらに、状態検出装置１００と、加速度センサー２００と、無線通信部４００と、アンテナ部３００と、電池５００とを１枚の基板上に実装して、電子機器９００をよりコンパクトにすること等が可能となる。これにより、運動中に胸部等に電子機器９００を装着しても、運動の妨げにならないようにすること等が可能になる。
【０１７２】
また、電子機器９００において、アンテナ部３００は、無線通信部４００の第１の方向側に取り付けられる第２の電子基板８００に実装されてもよい。
【０１７３】
なお、第２の電子基板８００の裏面の基板パターンは排除しておくことが望ましい。また、第２の電子基板８００は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、第１の電子基板７００の端に重ねて配置されることが望ましい。但し、これに限定されず、例えば、第２の電子基板８００を第１の電子基板７００と一部のみ重ねて配置するなどしてもよい。
【０１７４】
これにより、加速度センサー２００とアンテナ部３００とをより離して実装すること等が可能になり、加速度センサー２００の検出結果にアンテナ部３００が発する電波を要因とする誤差がより生じにくくすること等が可能になる。
【０１７５】
また、電子機器９００において、状態検出装置１００と加速度センサー２００と無線通信部４００は、第１の電子基板７００の表面に実装され、電池５００は、第１の電子基板７００の裏面に実装されてもよい。
【０１７６】
これにより、電子機器９００をさらに薄くすること等が可能となる。
【０１７７】
また、本実施形態の測定システムは、状態検出装置１００を含んでもよい。
【０１７８】
例えば、このような測定システムの例としては、前述した電子機器を含む測定システムであって、アンテナ部３００及び無線通信部４００と通信により接続されたサーバーにより、状態検出装置１００の一部又は全部の機能が実現される測定システム等が挙げられる。
【０１７９】
これにより、例えば状態検出装置１００により行われる処理の一部をサーバーに実行させること等が可能になり、状態検出装置１００の処理量を削減すること等が可能になる。
【０１８０】
なお、本実施形態の状態検出装置１００等は、その処理の一部または大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の状態検出装置１００等が実現される。具体的には、情報記憶媒体に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶媒体（コンピューターにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク（ＤＶＤ、ＣＤ等）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、或いはメモリー（カード型メモリー、ＲＯＭ等）などにより実現できる。そして、ＣＰＵ等のプロセッサーは、情報記憶媒体に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶媒体には、本実施形態の各部としてコンピューター（操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置）を機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム）が記憶される。
【０１８１】
４．処理の流れ
以下では、図９のフローチャートを用いて、本実施形態の処理の流れについて説明する。
【０１８２】
まず、加速度センサーから検出加速度を取得する（Ｓ２０１）。この時、加速度センサーから取得される検出加速度は加速度センサー座標系における値により表されている。そのため、加速度センサー座標系から運動解析座標系へ検出加速度の座標変換処理を行う（Ｓ２０２）。
【０１８３】
次に、座標変換処理後の検出加速度の各座標軸成分について積算処理を行い（Ｓ２０３）、各座標軸の積算値の総和を算出する（Ｓ２０４）。すなわち、前述した式（１０）の処理を行う。
【０１８４】
ここで、検出加速度に基づいて、ユーザーの運動状態の判定処理を行い（Ｓ２０５）、運動状態の判定処理の結果に基づいて、係数ａ、ｂ、定数ｃ及び基準速度Ｖｓの切り替え処理を行う（Ｓ２０６）。
【０１８５】
そして、式（６）に示すように、各座標軸の積算値の総和と係数ａ、ｂ及び定数ｃに基づいて、速度指標値を算出し（Ｓ２０７）、式（７）のように速度指標値と基準速度の乗算処理を行って、速度推定値を算出する（Ｓ２０８）。
【０１８６】
最後に、速度推定値に移動時間を乗算して距離推定値の算出を行い（Ｓ２０９）、表示部や無線通信部等に出力する（Ｓ２１０）。
【０１８７】
以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、状態検出装置、電子機器、測定システム及びプログラム等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１８８】
１００  状態検出装置、１１０  取得部、１２０  積算処理部、
１３０  速度指標値演算部、１４０  速度推定値演算部、１５０  記憶部、
１６０  運動状態判定部、１７０  距離指標値演算部、１８０  距離推定値演算部、
１９０  キャリブレーション処理部、２００  加速度センサー、３００  アンテナ部、
４００  無線通信部、５００  電池（電池ソケット）、６００  心拍測定電極端子、
７００  第１の電子基板、８００  第２の電子基板、９００  電子機器
【図１】
2013190377.tif 000022
【図２】
2013190377.tif 000023
【図３】
2013190377.tif 000024
【図４】
2013190377.tif 000025
【図５】
2013190377.tif 000026
【図６】
2013190377.tif 000027
【図７】
2013190377.tif 000028
【図８】
2013190377.tif 000029
【図９】
2013190377.tif 000030
【図１０】
2013190377.tif 000031