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JP2014006091A - Portable device - Google Patents

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JP2014006091A
JP2014006091A JP2012140312A JP2012140312A JP2014006091A JP 2014006091 A JP2014006091 A JP 2014006091A JP 2012140312 A JP2012140312 A JP 2012140312A JP 2012140312 A JP2012140312 A JP 2012140312A JP 2014006091 A JP2014006091 A JP 2014006091A
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Japan
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frequency
vibration frequency
body vibration
gps
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Pending
Application number
JP2012140312A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Miyasaka
英治 宮坂
Kenichi Kiryu
健市 桐生
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate traveling speed and distance with high accuracy even when data considered to be external disturbance has been obtained.SOLUTION: A body vibration frequency in a direction in which the user's body vertically moves is detected by an acceleration sensor during running (S2), and correlation between speed information obtained by processing signals included in a radio wave from a position information satellite and the body vibration frequency is determined. Here, external disturbance data indicating a frequency exceeding a preset upper value of the body vibration frequency and a preset lower value of the body vibration frequency is excluded (S4), and then correlation is determined (S5).

Description

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。   The present invention relates to a portable device including a receiving module that receives radio waves from a position information satellite and an acceleration sensor.

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。   In running watches that display speed information obtained by processing signals from position information satellites such as GPS (Global Positioning System) satellites, it is no longer possible to receive radio wave information from position information satellites such as in tunnels. In this case, how to display the traveling speed becomes a problem.

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。   Conventionally, as shown in Patent Document 1, when an acceleration sensor that is separate from the running watch is used and radio wave information cannot be received from the position information satellite, the user's signal is output based on the output signal from the acceleration sensor. A method has been proposed in which driving ability is learned and a user's driving speed is estimated.

米国特許公報US7,827,000B2US Patent Publication US 7,827,000 B2

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。   However, in the method of the cited document 1, a lot of data regarding the relationship between the cadence and the speed is acquired, but a specific method for how to obtain the correlation from these many data groups is not shown. . In particular, in the method of Cited Document 1, if data considered to be disturbance is acquired, it is unclear what kind of processing is performed, so that the accuracy of the output value may deteriorate due to the disturbance. It is done.

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。   An object of the present invention is to provide a portable device capable of calculating a traveling speed and a distance with high accuracy even when data considered to be disturbance is obtained.

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。   In order to solve the above problems, the portable device of the present invention includes a receiving unit that receives radio waves from a position satellite, and a detecting unit that can detect a body vibration frequency in a direction in which the user's body moves up and down during traveling. Display means for displaying driving information, and speed information obtained by processing a body vibration frequency detected by the detection means and a signal included in the radio wave when the reception state of the radio wave satisfies a predetermined standard; A means for identifying the correlation between the frequency and the speed information based on the measurement data given by the set, and a body detected by the detection means when the reception state of the radio wave does not satisfy a predetermined standard. An estimation means for estimating a running speed or a running pace based on the vibration frequency and the correlation specified by the specifying means; a frequency exceeding an upper limit value of a preset body vibration frequency; And when the measurement data indicating a frequency lower than a preset lower limit value of the body vibration frequency is disturbance data, the specifying means specifies the correlation based on the measurement data excluding the disturbance data. It is characterized by doing.

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。   In this portable device, when the reception state of the radio wave satisfies a predetermined standard, the correlation between the body vibration frequency detected by the detection unit and the velocity information included in the radio wave is specified by the specifying unit. The At this time, the upper limit value and the lower limit value of the body vibration frequency are set in advance, and the frequency that exceeds the preset upper limit value of the body vibration frequency and the frequency that is lower than the preset lower limit value of the body vibration frequency. As a disturbance, it is excluded from specifying the correlation. When the reception state of the radio wave does not satisfy a predetermined standard, the estimation unit estimates the travel speed or the travel pace based on the body vibration frequency detected by the detection unit and the correlation specified by the specification unit. To do.

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。   Therefore, according to the present invention, since the detection means is provided in the portable device, there is no trouble of mounting the sensor on other parts of the body besides the portable device. In addition, since the running speed or running pace is estimated based on the body vibration frequency in the direction in which the user's body moves up and down during running, the running speed or running speed is reliably and accurately regardless of the user's stride and exercise ability. The pace can be estimated. In particular, since the correlation is specified after excluding the data that is clearly not considered to be human movement as a disturbance, it is possible to accurately estimate the running speed or the running pace.

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。   In this portable device, the specifying means includes means for calculating an average speed based on the speed information, and means for calculating an average frequency based on the frequency, and the average frequency is equal to or less than the average speed. The measured data and the measured data that is greater than the average speed and less than or equal to the average frequency are disturbance data, and the correlation is specified based on the measured data excluding the disturbance data. Good. By configuring in this way, since the data below the average speed and above the average frequency and the data above the average speed and below the average frequency are clearly not considered human movement, It is possible to accurately estimate the running speed or the running pace by specifying the correlation after excluding the data as disturbance.

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。   In this portable device, the specifying unit includes a primary formula calculating unit that calculates a primary formula as the correlation, and the primary formula calculating unit is configured to calculate the primary formula based on the measurement data excluding the disturbance data. May be calculated. By configuring in this way, it is possible to estimate the running speed or the running pace with high accuracy because the linear expression is specified after excluding data that is clearly not considered human movement as disturbance. Become.

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。   In this portable device, the linear equation calculating means may calculate the linear equation using a least square method. If comprised in this way, the said linear equation with high precision will be easily calculated and it will become possible to estimate a running speed or a running pace with sufficient precision.

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。   In the portable device, the specifying unit includes a generating unit that generates a table for specifying the correlation, and the generating unit generates the table based on the measurement data excluding the disturbance data. It may be. If comprised in this way, it will become possible to estimate the traveling speed or traveling pace with high accuracy easily.

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。   In this portable device, when the reception state of the radio wave satisfies a predetermined standard, a traveling speed or a traveling pace based on speed information included in the radio wave may be displayed on the display unit. If comprised in this way, it will become possible to perform an exact speed display or running pace display.

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。1 is an overall view of a GPS system including a GPS running watch 100 according to an embodiment of the present invention. GPSランニングウオッチ100の平面図である。1 is a plan view of a GPS running watch 100. FIG. 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。1 is a block diagram showing a circuit configuration of a GPS running watch 100. FIG. 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。It is a figure for demonstrating the error of the stride at the time of using a separate-type acceleration sensor. 体振動周波数と走行速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a body vibration frequency and traveling speed. 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。It is a figure for demonstrating the process at the time of GPS reception in the one Embodiment of this invention, and GPS reception impossible. 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。It is a flowchart which shows the calculation process of the speed and distance in one Embodiment of this invention. 加速度センサーの各軸の出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of each axis | shaft of an acceleration sensor. 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。It is the figure which calculated | required the relationship between a body vibration frequency and running speed about various users. 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。It is a figure which shows the area excluded from the calculation process of a primary equation as disturbance in one Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the example of the primary type | formula calculated after excluding the data considered as disturbance from the data shown in FIG. 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。It is a figure which shows the direction of each axis | shaft at the time of mounting GPS running watch 100 on an arm. 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。It is a figure which shows the vibration of each axial direction at the time of seeing the screen of the GPS running watch 100 during normal driving | running | working. 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。It is the figure which calculated | required the relationship between the body vibration frequency of the runner A, and a travel speed. 図14のデータから求めた一次式を示す図である。It is a figure which shows the primary formula calculated | required from the data of FIG. 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。It is the figure which calculated | required the relationship between the body vibration frequency of a runner B, and driving speed. 図16のデータから求めた一次式を示す図である。It is a figure which shows the primary formula calculated | required from the data of FIG. 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。It is the figure which calculated | required the relationship between the body vibration frequency of a driving person, and driving speed. 図18のデータから求めた一次式を示す図である。It is a figure which shows the primary formula calculated | required from the data of FIG. 図14のデータから求めた二次式を示す図である。It is a figure which shows the secondary type | formula calculated | required from the data of FIG. 図16のデータから求めた二次式を示す図である。It is a figure which shows the secondary type | formula calculated | required from the data of FIG. 図18のデータから求めた二次式を示す図である。It is a figure which shows the secondary type | formula calculated | required from the data of FIG.

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。   Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, in each figure, the size and scale of each part are appropriately changed from the actual ones. Further, since the embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are attached thereto. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms.

<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。
<A: Mechanical configuration of GPS running watch>
FIG. 1 is an overall view of a GPS system including a GPS running watch 100 as a portable device according to an embodiment of the present invention. The GPS running watch 100 is a portable device that displays radio wave information (radio signal) from the GPS satellite 20 and displays speed information and the like. The GPS running watch 100 is opposite to the surface that contacts the arm (hereinafter referred to as “back surface”). The time is displayed on the side surface (hereinafter referred to as “surface”).

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。   The GPS satellite 20 is a position information satellite that orbits a predetermined orbit over the earth, and transmits a navigation message superimposed on a 1.57542 GHz radio wave (L1 wave) to the ground. In the following description, the 1.57542 GHz radio wave on which the navigation message is superimposed is referred to as a “satellite signal”. The satellite signal is a right-handed circularly polarized wave.

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。   Currently, there are about 31 GPS satellites 20 (in FIG. 1, only 4 out of about 31 are shown), and in order to identify which GPS satellite 20 the satellite signal was transmitted from, The GPS satellite 20 superimposes a unique pattern of 1023 chips (1 ms period) called a C / A code (Coarse / Acquisition Code) on the satellite signal. The C / A code looks like a random pattern with each chip being either +1 or -1. Therefore, by correlating the satellite signal and the pattern of each C / A code, the C / A code superimposed on the satellite signal can be detected.

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。   The GPS satellite 20 is equipped with an atomic clock, and the satellite signal includes extremely accurate time information (hereinafter referred to as “GPS time information”) measured by the atomic clock. Further, a slight time error of the atomic clock mounted on each GPS satellite 20 is measured by a control segment on the ground, and the satellite signal includes a time correction parameter for correcting the time error. The GPS running watch 100 receives a satellite signal transmitted from one GPS satellite 20, and corrects the internal time to an accurate time by using GPS time information and time correction parameters included therein.

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。   The satellite signal includes satellite orbit information indicating the position of the GPS satellite 20 in the orbit. The GPS running watch 100 can perform positioning calculation using GPS time information and satellite orbit information. The positioning calculation is performed on the assumption that a certain amount of error is included in the internal time of the GPS running watch 100. That is, in addition to the x, y, and z parameters for specifying the three-dimensional position of the GPS running watch 100, the time error becomes an unknown. For this reason, the GPS running watch 100 generally receives satellite signals transmitted from four or more GPS satellites, and performs positioning calculation using GPS time information and satellite orbit information included therein.

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。   FIG. 2 is a plan view of the GPS running watch 100. As shown in FIG. 2, the GPS running watch 100 includes an exterior case 80. The exterior case 80 is configured by fitting a cover glass 82 made of glass or plastic to a case 81 made of plastic. In the present embodiment, the exterior case is composed of two parts, but may be composed of one part. Or you may make it comprise by 3 parts using a back cover. The liquid crystal panel 40 is disposed below the cover 82, and the traveling speed, the traveling distance, the traveling time, the traveling pace (for example, the required time per minute (minutes)), the pitch (the number of steps per minute), Running information such as the number of steps is displayed.

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。   In addition, the GPS running watch 100 can be switched to a running mode for displaying traveling speed, a time display mode for displaying time, and the like by manually operating the operation buttons 16 to 19.

<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。
<B: Circuit configuration of GPS running watch>
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the GPS running watch 100. As shown in FIG. 3, the GPS running watch 100 includes an MCU 30, a power circuit 31, a liquid crystal panel display unit 32, a flash ROM 33, a GPS module 34, a wireless communication unit 35, a buzzer 36, a light 37, an acceleration sensor 38, and a crystal oscillator 39. The reset circuit 41 and the operation buttons 16 to 19 are included.

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。   The MCU 30 includes a memory for storing a program therein, and controls each part of the GPS running watch 100, and also performs a storage process of a user's running state and a speed calculation process as described later. ing. When the power supply circuit 31 is connected to the AC adapter 42, the power supply circuit 31 charges the secondary battery 31a. The secondary battery 31a supplies driving power to the liquid crystal panel display unit 32, the GPS module 34, and the like.

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。   The GPS module 34 performs a process of acquiring satellite information such as satellite orbit information, GPS time information, or position information included in the navigation message from a 1.5 GHz band satellite signal extracted by a SAW filter (not shown). The flash ROM 33 stores time difference information, for example. The time difference information is information in which time difference data (such as a correction amount for UTC associated with coordinate values (for example, latitude and longitude)) is defined. As will be described later, the correlation between the body vibration frequency and the speed is also recorded in the flash ROM 33.

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。   The wireless communication unit 35 is configured to perform wireless communication between the GPS running watch 100 and a personal computer and transmit log data stored in the GPS running watch 100 to a personal computer or the like. The buzzer 36 is used to notify the completion of the user setting process. The light 37 is used to irradiate the liquid crystal panel 40 with light by operating the operation buttons by the user so that the user can easily see at night.

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。   As shown in FIG. 2, the acceleration sensor 38 includes an X-axis direction corresponding to the horizontal direction when the GPS running watch 100 is viewed from the front, a Y-axis direction corresponding to the vertical direction, and a cover glass 82 of the GPS running watch 100. This is a sensor capable of detecting acceleration in the three-axis direction in the Z-axis direction corresponding to the direction perpendicular to. In other words, when the GPS running watch 100 is worn on the arm and running with the thumb up, the user's traveling direction is the X-axis direction, the user's vertical movement direction (gravity) direction is the Y-axis direction, and the user The direction of left and right movement is the Z-axis direction. Details will be described later. The crystal oscillation circuit 39 is a crystal oscillation circuit with a temperature compensation circuit, and generates a reference clock signal having a substantially constant frequency regardless of the temperature. The reset circuit 41 is used for resetting the operation of the GPS running watch 100. The operation buttons 16 to 19 are used to switch the operation mode (running mode, time display mode, etc.), to perform display settings of the liquid crystal panel 40 and various setting inputs.

<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。
<C: Speed estimation processing and distance calculation processing by acceleration sensor of GPS running watch>
Next, speed estimation processing and distance calculation processing by the acceleration sensor of the GPS running watch 100 of the present embodiment will be described in detail. When receiving radio wave information from GPS satellites or when radio waves from GPS satellites are weak, use speed information obtained by processing signals contained in radio wave information from GPS satellites. I can't.

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。   As a method for estimating the traveling speed when the speed information obtained by processing the signal included in the radio wave information from the GPS satellite cannot be used, a separate type device with a built-in acceleration sensor is used. There is a method of measuring the running speed using this device attached to shoes. However, in this method, the measurement value varies depending on how the user sets the stride. In addition, even for the same user, the stride differs depending on whether the running pace is high pace or slow pace. As shown in FIG. 4, for example, even if the stride is set to 110 cm, the stride may be 120 cm at a high pace such as downhill, or the stride may be 100 cm at a slow pace such as uphill. Therefore, there is an error of ± 10 cm per step, and this error always accumulates. Therefore, it is difficult to accurately measure the traveling speed with the method using a separate acceleration sensor.

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。   However, as a result of the study, it was found that the body vibration frequency, that is, the frequency of the vibration that the runner's body moves up and down while traveling is correlated with the actual run speed of the runner regardless of the runner's stride. did. In addition, the relationship between the body vibration frequency and the running speed does not depend on the difference in the athletic ability of the runner, and as shown in FIG. 5, it is almost proportional from the general runner to the athletes of athletics. It was found that the higher the body vibration frequency, the higher the traveling speed. For example, as shown in FIG. 5, when a general runner runs, the body vibration frequency is about 2.5 Hz to 3.2 Hz, and in a marathon athlete, the body vibration frequency is about 3.5 Hz to 3.7 Hz, about 100 m. It was found that the body vibration frequency was about 5.1 Hz for Olympic athletes.

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。   Therefore, in the present embodiment, as an example, the correlation between the body vibration frequency and the running speed is specified using the vibration frequency of the acceleration sensor 38 in the Y-axis direction as the body vibration frequency of the user. Specifically, as shown in FIG. 6, when radio wave information from the GPS satellite is being received well, the user's body vibration frequency is measured and included in the radio wave information from the GPS satellite at that time. The speed information obtained by processing the signal is used as the traveling speed, and the data of the body vibration frequency of the user and the data of the traveling speed are recorded in association with each other. And the primary expression which shows the correlation with a user's body vibration frequency and running speed is specified from the recorded data. For example, the least square method is used to specify the linear expression. If it is determined that the radio wave information from the GPS satellite cannot be received satisfactorily, the user's body vibration frequency measured from the acceleration sensor is applied to the specified primary equation, the traveling speed is estimated, and the distance from the speed is estimated. I asked for.

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)。   Next, a specific example of the speed estimation process and the distance calculation process of this embodiment will be described based on the flowchart of FIG. 7 and the output waveform diagram of the acceleration sensor of FIG. First, when starting the running, the user operates the operation button 16 of the GPS running watch 100 to start the measurement of the speed and the distance. When the measurement is started, the acceleration sensor 38 outputs amplitude values of vibrations in the respective directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis as shown in FIG. Therefore, as an example, the lower peak value of the acceleration waveform in the Y-axis direction is detected from the acceleration waveform output from the acceleration sensor 38, and the time when the lower peak value is obtained is stored as needed (FIG. 7: S1). .

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)。   Then, from the time when the lower peak value is obtained, the vibration frequency in the Y-axis direction per time, that is, the wave number of vibration in the Y-axis direction is detected and stored (FIG. 7: S2). In the present embodiment, as an example, when 36 lower peak values are obtained, the frequency is detected by dividing the value of 36 by the required time to date. Next, it is determined whether or not the reception state of the radio wave from the GPS satellite satisfies a predetermined standard (FIG. 7: S3), and when the reception state of the radio wave from the GPS satellite satisfies the predetermined standard (FIG. 7). : S3; YES), clearly the human movement from the data consisting of the stored frequency and the speed information obtained by processing the signal from the GPS satellite when the lower peak value was obtained For the data that cannot be obtained, a process of excluding it as a disturbance is performed (FIG. 7: S4).

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。   For example, as shown in FIG. 5, a frequency exceeding 5.5 Hz, which is a higher frequency than the world record holder of 100m competition, is clearly not considered human movement, so such a frequency can be obtained. In the event of a failure, the data is excluded. In addition, the frequency below 1.5 Hz, which is lower than the frequency when walking by ordinary people, is clearly not considered human movement, so even if such a frequency is obtained, the data is exclude. Thus, in this embodiment, the upper limit value of the frequency is set to 5.5 Hz, the lower limit value is set to 1.5 Hz, and the case where the upper limit value is exceeded and the case where the lower limit value is not reached Was excluded.

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。   In this embodiment, as shown in FIG. 10, the average speed and the average frequency are calculated based on the recorded data. Then, data having a frequency slower than the average speed and higher than the average frequency is obviously not considered to be a human movement, and is excluded from the calculation process of the primary expression as a disturbance. Furthermore, data with a frequency that is faster than the average speed and lower than the average frequency is clearly not considered to be a human motion, and is therefore excluded from the calculation process of the primary expression as a disturbance.

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、   In the present embodiment, after the data considered to be disturbance is excluded from the recording data as described above, a linear expression is obtained from the recording data using, for example, the least square method (FIG. 7: S5). The linear equation shown in FIG.

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。   In addition, the speed information obtained by processing the signal from the GPS satellite at that time is displayed as the traveling speed, and the time from when the previous speed information is acquired to the time when the current speed information is acquired is the acquired speed. The travel distance from the time when the previous speed information is acquired to the time when the current speed information is acquired is multiplied by the information (FIG. 7: S6). The calculated travel distance may be displayed together with the travel speed, or may be displayed at any time according to the operation of the user's operation button. Then, the calculated distance is added to the total distance so far (FIG. 7: S8). The display of the total distance may be performed at any time or according to the operation of the operation buttons by the user.

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。   Next, it is determined whether or not the user's travel has ended (FIG. 7: S9). This determination may be made when the user operates the operation button 16 of the GPS running watch 100 to end the measurement of the speed and the distance, and determines that the traveling has ended. If the travel has not ended (FIG. 7: S9; NO), the above-described processing is repeated.

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。   In addition, when it is determined that the reception state of the radio wave from the GPS satellite does not satisfy the predetermined standard (FIG. 7: S3; NO), the body vibration frequency obtained from the output of the acceleration sensor 38 is obtained by the obtained linear expression. The running speed is calculated and displayed. Also, the time from when the previous speed information was acquired or the travel speed was calculated to the time when the current travel speed was calculated is multiplied by the calculated travel speed to calculate the previous speed information or the travel speed. The travel distance from when the travel speed is calculated until the current travel speed is calculated and displayed (FIG. 7: S7). Then, the calculated distance is added to the total distance so far (FIG. 7: S8). The display of the total distance may be performed at any time or according to the operation of the operation buttons by the user.

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。   Next, it is determined whether or not the user's travel has ended (FIG. 7: S9). This determination may be made when the user operates the operation button 16 of the GPS running watch 100 to end the measurement of the speed and the distance, and determines that the traveling has ended. If the travel has not ended (FIG. 7: S9; NO), the above-described processing is repeated. Note that the calculated linear expression may be stored as it is even after the running is completed, or may be cleared when the user using the GPS running watch 100 changes.

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。   FIG. 9 shows the results of recording data showing the relationship between the body vibration frequency and the running speed of various users, and obtaining the primary equations from the recorded data. As shown in FIG. 9, even if there is a difference in traveling speed depending on the user, the relationship between the body vibration frequency of each user and the traveling speed can be expressed by a linear expression.

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。   Therefore, according to the present embodiment, even when traveling in a section where radio wave information from GPS satellites such as in a tunnel cannot be received satisfactorily, based on a linear expression calculated while radio wave information from GPS satellites can be received satisfactorily. Since the user's traveling speed can be estimated, the user can always check his / her traveling speed and can travel at a desired pace or an appropriate pace.

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。
In this embodiment, the vibration frequency in the Y-axis direction of the acceleration sensor 38 is obtained and used as the body vibration frequency. However, the vibration direction used as the body vibration frequency is a direction in which the user's body moves up and down during traveling. What is necessary is just to use the vibration of the axis closest to the weight direction. The vibration of the axis closest to the gravitational direction refers to the vibration in the axial direction in which the amplitude is the largest among the vibrations in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. For example, in a state where the GPS running watch 100 is worn on the arm and the thumb is on the top, the amplitude of vibration in the Y-axis direction shown in FIG. The vibration in the Y-axis direction is used. However, as shown in FIG. 12, when looking at the liquid crystal panel of the GPS running watch 100 while running, the amplitude of vibration in the Z-axis direction, which is the direction perpendicular to the liquid crystal panel of the GPS running watch 100, becomes the largest. Therefore, in this case, the vibration in the Z-axis direction is used as the vibration of the axis closest to the gravity direction. FIG. 13 shows an example of vibration in each axial direction.
As shown in FIG. 13, it can be seen that the amplitude of vibration in the Y-axis direction is the largest in the state where the GPS running watch 100 is worn on the arm and the thumb is up. However, when looking at the screen of the GPS running watch 100, it can be seen that the amplitude of vibration in the Z-axis direction is the largest, as shown in region A of FIG. In this embodiment, the vibration in the axial direction with the largest amplitude is adopted as the vibration of the axis closest to the gravity direction, and the vibration frequency of the axis closest to the gravity direction is obtained as the body vibration frequency.
However, the present invention is not limited to such an example, and the frequency of the waveform obtained by synthesizing the vibration waveform of each axis of the acceleration sensor 38 may be used as the body vibration frequency.

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。   In the above-described embodiment, the example in which the linear expression is calculated from the relationship between the body vibration frequency and the traveling speed and the primary expression is stored has been described. However, the relationship between the body vibration frequency and the traveling speed is stored as a table. Then, the travel speed may be estimated using this table. Whether or not the GPS satellite radio wave reception condition satisfies a predetermined standard is determined based on whether or not the number of receivable satellites is equal to or less than the predetermined number, or whether the error of the measurement position by each satellite is a predetermined value. What is necessary is just to judge by whether it became above.

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。   As described above, according to the present embodiment, since data that is clearly not considered human movement is excluded from the recorded data as disturbance, the linear expression is calculated, so that the body vibration frequency and the traveling speed are accurate. Can be obtained.

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。   In addition, according to the present embodiment, the multi-axis acceleration sensor 38 is provided in the GPS running watch 100 to estimate the running speed, so that a sensor separate from the running watch is attached to the foot and chest. There is no need to make preparations before driving easier. Further, since the acceleration sensor 38 is built in the GPS running watch 100, there is no risk of data recording failure due to battery exhaustion or old battery as in the case of using a separate sensor.

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。   In addition, in this embodiment, since the movement of body vibration with a large amplitude is detected, even if the movement of the arm while traveling is various and complicated by the user, it is possible to accurately capture the waveform peak, The accuracy of the output value can be improved. Furthermore, some runners do not swing their arms when running, but in this embodiment, since the movement of body vibration with a large amplitude is detected, even when such a runner that does not swing arms is used, The accuracy of the output value can be improved.

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。   In addition, since the user does not need to input the distance traveled before traveling, even when the user travels on an arbitrary route, the travel distance can be appropriately grasped. Since it is not necessary to set and input the stride (stride), it is possible to accurately calculate the travel distance without being affected by the setting error and the error of the stride while traveling.

<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。
<D: Modification 1>
In the above-described embodiment, the example in which the primary expression is obtained from the relationship between the body vibration frequency and the traveling speed has been described, but the secondary expression may be obtained. FIG. 14, FIG. 16, and FIG. 18 are plots of data showing the relationship between the body vibration frequency and the traveling speed of the traveling person A, the traveling person B, and the traveling person C, respectively. FIGS. 15, 17 and 19 are examples in which a linear expression is calculated based on the data shown in FIGS. 14, 16 and 18, respectively. On the other hand, FIG. 20, FIG. 21, and FIG. 22 are examples in which a quadratic expression is calculated based on the data shown in FIG. 14, FIG. 16, and FIG. Thus, according to this embodiment, the relationship between the body vibration frequency and the traveling speed can be learned as a quadratic expression. Note that the quadratic expression may be specified by using the least square method as in the case of the linear expression.
In the example illustrated in FIG. 5, the case where the data whose frequency exceeds 5.5 Hz and the data when the frequency falls below 1.5 Hz is excluded as a disturbance has been described. However, the present invention is not limited to such an example, and high-speed and low-speed data that are clearly not considered human movements may be excluded as disturbances. . Furthermore, in consideration of both frequency and speed, the corresponding data may be excluded as a disturbance.

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。   In the above-described embodiment, the GPS satellite 20 is exemplified as the position information satellite included in the GPS system, but this is merely an example. The GPS system is a location that transmits satellite signals from other global navigation satellite systems (GNSS) such as Galileo (EU), GLONASS (Russia), Hokuto (China), and geostationary and quasi-zenith satellites such as SBAS. Any device having an information satellite may be used. That is, the GPS running watch 100 may be configured to acquire speed information obtained by processing radio waves (radio signals) from position information satellites including satellites other than the GPS satellites 20.

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。
The velocity information may be velocity information itself included in the radio wave from the position information satellite, or positioning calculation is performed using GPS time information and satellite orbit information included in the radio wave from the position information satellite. May be information on the ground speed calculated from the travel distance (travel distance) obtained by the above and the elapsed time.
Furthermore, in the above-described embodiments and modifications, the example of specifying the correlation between the body vibration frequency and the running speed has been described, but the correlation between the body vibration frequency and the running pace may be specified. The travel pace may be expressed by the time (minutes) per km by the reciprocal of the travel speed. Further, the running pace may be estimated from the correlation between the specified body vibration frequency and the running speed and the measured body vibration frequency. However, the present invention is not limited to such an example, and it may be anything represented by a time per second (second, minute, hour).

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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... GPS running watch, 16, 17, 18, 19 ... Operation button, 30 ... MCU, 31 ... Power supply circuit, 31a ... Secondary battery, 32 ... Liquid crystal panel display part, 33 ... Flash ROM, 34 ... GPS module, 35 ... wireless communication part, 38 ... acceleration sensor, 40 ... liquid crystal panel, 80 ... exterior case, 81 ... case, 82 ... cover glass.

Claims (6)

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。
Receiving means for receiving radio waves from a position satellite;
A detecting means capable of detecting a body vibration frequency in a direction in which the user's body moves up and down during traveling;
Display means for displaying driving information;
Based on measurement data given as a set of body vibration frequency detected by the detection means and speed information obtained by processing a signal included in the radio wave when the reception state of the radio wave satisfies a predetermined standard Identifying means for identifying a correlation between the frequency and the speed information;
An estimation unit that estimates a traveling speed or a traveling pace based on the body vibration frequency detected by the detection unit and the correlation specified by the specifying unit when the reception state of the radio wave does not satisfy a predetermined standard. And comprising
When the measurement data indicating the frequency that exceeds the preset upper limit value of the body vibration frequency and the frequency that is lower than the preset lower limit value of the body vibration frequency is the disturbance data, the specifying means sets the disturbance data as the disturbance data. Identifying the correlation based on the excluded measurement data;
A portable device characterized by that.
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。   The specifying means includes means for calculating an average speed based on the speed information, means for calculating an average frequency based on the frequency, and the measurement data indicating the average frequency equal to or lower than the average speed; The measurement data indicating the average speed and the average frequency is used as the disturbance data, and the correlation is specified based on the measurement data excluding the disturbance data. Portable devices. 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。   The specifying unit includes a primary formula calculating unit that calculates a primary formula as the correlation, and the primary formula calculating unit calculates the primary formula based on the measurement data excluding the disturbance data. The portable device according to claim 1 or 2. 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。   The portable device according to claim 3, wherein the linear expression calculation unit calculates the linear expression using a least square method. 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。   The said specifying means is provided with the production | generation means which produces | generates the table which identifies the said correlation, The said production | generation means produces | generates the said table based on the said measurement data which excluded the said disturbance data. The portable device according to 1 or 2. 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。   When the reception state of the radio wave satisfies a predetermined standard, the display means displays the travel speed or the travel pace based on speed information obtained by processing a signal included in the radio wave. The portable device according to any one of claims 1 to 5.
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