JPS61296488A - 移動検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野１ 本発明は移動検出装置、さらに詳しくは、人の歩行や、
ゴルフクラブのスイングのような物体の移動を検出し、
その移動に伴なう諸策を算出する移動検出装置に関する
ものである。

［背景技術］ 従来、この種の移動検出装置としては、たとえば人の歩
行を検出するものがあり、いわゆる万歩計あるいは歩行
計と称される装置としで提供され　　゛ている。この種
の装置は歩行に伴なう振動を検出する振動子と、この振
動子の往復運動を回転運動に変換するエスケープメント
と、エスケープメントの出力に伴なって開閉されるスイ
ッチと、スイッチの開閉回数を計数する計数回路とを備
えているものであって、歩行に伴なう振動を歩数計数の
基礎としているから、歩行以外の振動によっても計数が
行なわれることがあり、歩調によっては振動子に変速的
な振動が生じ正確な歩数が計数できないという問題が生
じていた。また、この種の装置は一般にベルトに取り付
けて携帯するようになっているものであるから、トレー
ニングウェアなどを着用している場合には、取り付ける
場所がなく不都合であった。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
主な目的とするところは、人の歩行やゴルフクラブのス
イングのような移動に伴なう諸量を正確に測定できる移
動検出装置を提供することにある。

［発明の開示１ （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお
、本実施例においては、歩数を計測する場合についての
説明を行なう。第２図に示すように、人体の脚に着脱自
在に装着される装着具として１足の靴１　ａｔ　ｉ　ｂ
が用いられる。左足用の靴１ａには送信手段としての磁
石片２が磁化方向が左右方向となり、かつＮ極が右足側
に向くように靴１ａに取着される。この磁石片２は靴１
ａに巻き付けられる取付帯４により靴１ａに固定されて
いる。

一方、右足用の靴１ｂには受信手段としてのホール素子
３が上記磁石片２からの磁束を検出できるように取着さ
れる。このホール素子３は磁石片２と同様に靴１ｂに巻
き付けられる取付帯５により靴１ｂに取着される。ホー
ル索子３は磁束に比例して出力値が直線的に変化する。

ここで、磁石片２とホール素子３とはそれぞれ適宜ケー
シング内に収納される。なお、受信手段としてホール素
子３以外に磁気抵抗素子を用いてもよい。

ところで、磁石片２の回りに発生する磁場の強さＨは、
磁石片２の磁気量をｍ、空気中の透磁率をμ、磁極から
の距離をｒとすると、 となり、磁場の強さは距離の自乗に反比例することが知
られている。また、ホール素子３を通過する磁束に対す
るホール素子３の出力電圧Ｖは、ホール定数をＲ、ホー
ル素子３に流す電流を１、ホール素子３の厚みをｄ、磁
場の強さをＨとすると、Ｖ＝ＲＩＨ／ｄ と表わされる。ここで磁気量ｍ、透磁率μ、ホール定数
Ｒ１電流■、ホール素子３の厚みｄは一定値と考えられ
るから、 Ｖ＝に／ｒ２ と表わすことができる。ここでｋは比例定数である。し
かしで、上記靴１　ａｔ　１　ｂを履いて歩くと、ホー
ル素子３の出力電圧■は、第３図に示すような変化をす
ることになる。この図において時刻上〇以前には両足が
揃えられた状態で停止しているものとし、その状態では
磁石片２とホール素子３とがもっとも接近した状態に位
置しているものとする。すなわち、このときホール素子
３の出力電圧Ｖは最大値■。どなる。次に、１歩目を踏
み出すと、磁石片２とホール素子３との間が広がるから
、ホール素子３の出力電圧■は低下し、両足間がもっと
も開いた状態となる時刻ｔ１で極小値Ｖ、となる。

しかるに、歩幅をＩ＋とすると、上式からＶ　、　＝に
／１．２ となり、 ｆｌ＝（ｋ／Ｖｌ）”２ が得られる。次に２歩目を踏み出すと、磁石片２とホー
ル素子３とが接近してホール素子３の出力電圧■が極大
値をとり、磁石片２とホール素子３とが再び離れて時刻
ｔ２において極小値Ｖ２となる。

すなわち２歩目の歩幅１２は次式で表わされる。

ｆｆ１２＝（ｋ／Ｖ、）ｌ’２＋（ｋ／Ｖ２）１７２以
下、同様にしてｎ歩目の歩幅ｌｎは、ｊ’ｎ＝（ｋ／Ｖ
ｎ−＋）”２＋（ｋ／Ｖｎ）”２となる。すなわち、歩
数がＮであるときの歩行距離りは次のようにして得られ
ることになる。

Ｌ＝ΣＩｌｎ −（ｋ／■１）゛″十豹ｋ／＼７０−、）ｔ′２（１，
／Ｖｎ）１歩行の終了はホール素子３の出力電圧Ｖが極
大値のまま変化がなくなることにより判断される。以北
のようにして、極小値（または極大値）の回数を計数す
れば、歩数Ｎを知ることができるものであり、またホー
ル素子３の出力電圧Ｖの値から歩行距離りを求めること
ができるものである。また、歩行開始から歩行終了まで
の時間Ｔを測定しておき、上記歩行距離■−を時間Ｔで
除算すると、歩行の平均速度を求めることができるもの
である。

ホール素子３の出力電圧＼ｌから上述のような測定を行
なうには、第１図に示すような回路が用いられる。すな
わち、受信手段であるホール素子３の出力はアナログ／
デジタル変換回路６に入力され、その出力電圧■に対応
したデジタル信号に変換される。アナログ／デジタル変
換回路６の出力は移動回数検出部１１と距離計測部１２
と速度計算部１４とを備えたマイクロコンピュータ７と
、時間計数部１３であるタイマ回路８とにより構成され
た移動検出手段９に入力される。移動検出子″）段９に
おいては、第４図のような動作を行なう。

ホール素子３の出力電圧■に対応しＬ′：、アナログ／
デジタル変換回路６の出力値Ｖ゛が減少するとマイクロ
・フンピユータ７は、タイマ回路８を作動させて時間の
計数を開始するにうしてアナログ／デジタル変換回路６
の出力値■゛が極小値となったことが検出されると、移
動回数検出部１１では１歩進んだものとして１歩を加算
して歩数を計数する。またこのと外、距離計測部１２で
は上述した計算式により歩幅を計算しで算出された歩幅
む記憶していた歩行距離に加算し、その合計値を再び総
歩行距離として記憶する。次にアナログ／デジタル変換
回路６の出力値Ｖ゛の極大値を検出した後、出力値■゛
が減少するかどうかを判定し、減少すれば次に極小値と
なるところで、再び上記演算を行なう。一方、出力値■
゛が極大値をとった後に変化しなければ、タイマ回路８
を停止させ、速度計１１Ｉ一部１４では距離計測部１２
に記憶された歩行距離をタイマ回路８の出力値、すなわ
ち歩行時間で除算して平均歩行速度を算出する。この上
うにして求められた、歩数、歩行距離、歩行速度は表示
回路１０に入力されて適宜表示が行なわれる。なお、」
二連の例では装置の始動、停止を自動的に検出して行な
うようにしているが、手動のスイッチ等により始動、停
止を行なってもよい。

−上述の実施例においては、送信手段として磁石片２を
用い、受信手段としてホール素子３を用い磁場を検出信
号として距離の検出を行なっているが、電磁波等のよう
に距離に伴なう変化量の検出がｒｆｒ能な検出信号であ
れば、他のものを用いてもよい。また、上述の実施例に
おいて、送信手段と受信手段とを左右の靴に取り付ける
ことにより、歩数を検出した例を示したが、ゴルフのク
ラブ等の移動物体に送信手段を設け、移動物体の移動中
に近接するように配設された物体に受信手段、移動検出
手段、および表示手段を設ければ、クラブ等のスイング
回数等を検出することも可能となるものである。

［発明の効果１ 本発明は上述のよう１こ、一対の物体のうちのいずれか
が移動物体であって、その移動物体の移動を検出する装
置において、一方の物体に発信手段を設け、他方の物体
に発信手段より送出される信号を受信する受信手段を設
け、受信手段には発信手段との間の相対的な移動を検出
する移動検出手段を設けているので、物体の移動に伴な
う諸量を正確に測定できるという利点を有するものであ
る。

たとえば歩数の測定を行なう場合には、歩調の変化など
によって誤った値を計数することがなく歩数やゴルフク
ラブのスイング回数のような移動回数を正確に測定でき
るという利点を有するものである。また、送信手段と受
信手段とを設け、互ν・に非接触としているので、ａ械
的構成；こより振動を検出するような従来例に比して１
ｍ命となる利点がある。さらに、両物体が人体の脚に着
脱自在に取着される装着共であって、移動検出手段に送
信手段より送出され受信手段との相対位置に呼応して歩
幅を検出するともに、３ｐ幅の総和である歩行距離を算
出する距離計測部が設けられたものにおいては、９幅と
歩行距離とが正確に検出でトるという利点があり、それ
に加えて、移動検出手段に歩行時間を計数する時間計数
部と、距離計測部の出力値である歩行距離を時間計数部
の出力値である歩行時間で除算して平均速度を算出する
速度計算部とが設けられたものにおいては、歩行速度メ
算出も行なえるという利点を有するものである。以上の
ように、歩数計として構成すれば、歩数のみならず、歩
行距離や平均歩行速度を同時に求めることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同上を歩数計として利用する場合の平面図、第３図は同
上におけるホール素子の出力例を示す動作説明図、第４
図は同上における移動検出手段の動作例を示す動作説明
図である。 １１Ｌｔ　１　ｂは靴、２は磁石片、３はホール素子、
９は移動検出手段、１０は表示手段、１１は移動回数検
出部、１２は距離計測部、１３は時間計数部、１４は速
度計算部である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第１図 １１１２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の物体のうちのいずれかが移動物体であって
   、その移動物体の移動を検出する装置において、一方の
   物体に発信手段を設け、他方の物体に発信手段より送出
   される信号を受信する受信手段を設け、受信手段には発
   信手段との間の相対的な移動を検出する移動検出手段を
   設けて成ることを特徴とする移動検出装置。
2. （２）上記両物体がともに移動することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の移動検出装置。
3. （３）上記移動検出手段は両物体の相対的な移動回数を
   検出する移動回数検出部を備えて成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の移動検出装置。
4. （４）上記両物体が人体の脚に着脱自在に取着される装
   着具であって、上記移動検出手段には送信手段と受信手
   段との相対位置に呼応して歩幅を検出するともに、歩幅
   の総和である歩行距離を算出する距離計測部が設けられ
   て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   移動検出装置。
5. （５）上記移動検出手段には歩行時間を計数する時間計
   数部と、上記距離計測部の出力値である歩行距離を時間
   計数部の出力値である歩行時間で除算して平均速度を算
   出する速度計算部とが設けられて成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載の移動検出装置。