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JP3978700B2 - Calorie consumption calculation device - Google Patents

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JP3978700B2
JP3978700B2 JP15803298A JP15803298A JP3978700B2 JP 3978700 B2 JP3978700 B2 JP 3978700B2 JP 15803298 A JP15803298 A JP 15803298A JP 15803298 A JP15803298 A JP 15803298A JP 3978700 B2 JP3978700 B2 JP 3978700B2
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atmospheric pressure
calorie consumption
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光 猪岡
貢一 佐川
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は被測定者が運動して消費したカロリを正確に演算するよう構成された消費カロリ演算装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
被測定者が運動して消費したカロリを測定して表示する携帯型の消費カロリ演算装置としては、所謂カロリメータと呼ばれるものがある。この種の装置は、例えば機械的な接点又は加速度センサを用いた歩数計測装置からなり、被測定者の腰部に取り付けられるよう携帯可能なコンパクトな構成となっている。そして、歩数計測装置は、内蔵された電池により駆動され、歩行時に生じる被測定者の足の踵と地面との間の衝撃を機械的な接点や加速度センサで検知し、その信号をデジタル信号に変換して歩数を計測する。
【0003】
そして、上記のような歩数計測を行う消費カロリ演算装置においては、被測定者の体重、身長、年齢、性別等の生体条件に見合った消費カロリの係数値を歩数計測装置により計測された歩数に掛けることで被測定者の運動量に対するカロリの消費量を予測している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の消費カロリ演算装置では、被測定者が通常の平地歩行する場合のカロリ消費量と階段昇降時のカロリ消費量とを比較すると、運動の仕方によってカロリ消費量が大きく違う。例えば、階段を下りているときは平地歩行(80m/min)時の約0.8倍となり、階段を上るときは約3倍のカロリを消費すると言われている。しかし、従来の装置では、歩数のみからカロリ消費量を算出しており、階段の昇降や坂道の歩行をしても平地歩行と同じ係数値でカロリ消費量を算出してしまうため、実際のカロリ消費量とは大きく違ってしまうといった問題がある。
【0005】
また、算出したカロリ消費量が実際の運動で消費したカロリと大きく違ってしまう場合には、健康管理のために行っている運動が被測定者の負荷になってしまい目標運動量に対し実際の運動量が過剰となるおそれがある。
ここで、算出する消費カロリの精度を上げるためには歩行状態を判定して歩行状態に合った消費カロリの係数を変える必要があるが、腰部に装着された消費カロリ演算装置の機械的な接点や加速度センサの信号のみで階段の昇降や坂道の歩行を判定するのは難しく、判定率を高めるためには高度な演算を行う必要がある。それに伴って、消費カロリ演算回路の消費電力も増加することから携帯機器としての動作時間の確保が難しくなり、電池容量を大きくすると外形、重量の増加により携帯機器として役割を果たさなくなるなどの問題もある。
【0006】
そこで、本発明は上記課題を解決した消費カロリ演算装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため以下のような特徴を有する。
本発明は、被測定者の歩数を検出する歩数センサと、
被測定者の生体条件と前記歩数センサにより検出された歩数から消費カロリを演算する消費カロリ演算部と、
該消費カロリ演算部により演算された演算結果を記憶する記憶手段と、
を有する消費カロリ演算装置において、
昇降移動に応じた気圧の変化を検出する気圧センサと、
該気圧センサから出力された検出信号に含まれるノイズを低減するカットオフ周波数を10 Hz とした第1のローパスフィルタと、
該第1のローパスフィルタから出力された信号を微分して気圧の時間微分信号を生成し、前記被測定者の昇降動作に応じた信号波形を抽出する微分回路と、
前記時間微分信号に含まれる微分ノイズを除去するカットオフ周波数を0.3 Hz とした第2のローパスフィルタと、
該第2のローパスフィルタから出力された気圧信号に基づいて昇降動作を判定し、さらに前記歩数センサからの信号及び前記気圧信号に基づいて前記被測定者の運動状態を判定する判定手段と、
を備えてなることを特徴とするものである。
【0008】
従って、本発明によれば、気圧センサから出力された検出信号に含まれるノイズを低減するカットオフ周波数を10 Hz とした第1のローパスフィルタと、時間微分信号に含まれる微分ノイズを除去するカットオフ周波数を0.3 Hz とした第2のローパスフィルタとを有するため、被測定者が階段を昇降した場合の気圧変化をより正確に検出することが可能になり、しかも第2のローパスフィルタから出力された気圧信号に基づいて昇降動作を判定し、さらに歩数センサからの信号及び気圧信号に基づいて被測定者の運動状態を判定するため、例えば階段の昇降あるいは坂道の上り下り等の昇降動作を行った場合でも実際の運動状態に応じた消費カロリを正確に求めることができる。また、演算に伴う消費電力を節減して電池寿命を延ばすことが可能となり、計測時間を延長させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明になる消費カロリ演算装置の一実施例を説明するためのブロック図である。また、図2は消費カロリ演算装置の装着状態を示す図である。
図1に示されるように、消費カロリ演算装置11は、加速度センサ12と、気圧センサ13と、センサインターフェイス回路14と、演算回路15と、設定スイッチ16と、表示部17と、メモリ18と、電源19と、デコーダ回路20と、外部端子21と、外部メモリ22とを有する。
【0010】
消費カロリ演算装置11は、上記各機器がコンパクトなケース23内に収納されており、携帯可能な構成となっている。そのため、消費カロリ演算装置11は、図2に示されるように、被測定者の腰の位置にベルト等により固定された状態で使用される。その際、消費カロリ演算装置11は、被測定者に密着されており、被測定者の動きに追従して歩行による衝撃や階段の昇降による上下方向の移動等を検出できるように装着される。
【0011】
加速度センサ12は、被測定者の足の踵と地面との間の衝撃により歩行しているか、走行しているかの状態判定を行うための検出値を出力する歩数センサである。また、気圧センサ13は、昇降移動に応じた気圧の変化を検出して被測定者の昇降動作を判定するためのセンサである。
加速度センサ12及び気圧センサ13により検出された検出信号は、センサインターフェイス回路14で増幅されて波形整形が行われる。そして、演算回路15は、センサインターフェイス回路14を介して入力された加速度センサ12及び気圧センサ13からの検出信号に基づいて歩行状態を判定する。
【0012】
また、設定スイッチ16は、各種設定を行う際に操作される。表示部17は、液晶ディスプレイ(LCD)からなり、測定された運動状態や運動量に応じた消費カロリ等の各種データを表示する。
また、メモリ18は、運動量に応じて算出された消費カロリ量や各種入力値等の各種データを記憶する記憶手段である。そして、各種データは、デコーダ回路20を介して読み書きされる。
【0013】
外部端子21は、外部機器との通信を行うための出力端子である。また、外部メモリ22は、パーソナルコンピュータ等とデータを共有するための取り外し可能な記憶媒体である。
次に上記構成とされた消費カロリ演算装置11の消費カロリの計測及び演算動作について説明する。
【0014】
先ず、被測定者は、消費カロリ演算装置11を腰の位置にベルト等の固定具を使用して固定させる。その際、消費カロリ演算装置11は、被測定者の動きを検出することができるように加速度センサ12の検出方向(感度方向)が被測定者が直立状態のとき上下方向と前後方向、さらに前進方向に対して直角な左右方向を検出できるように固定される。
【0015】
被測定者は、消費カロリ演算装置11の表示部17に表示されるガイダンスに従って設定スイッチ16を操作することにより消費カロリ演算に必要な各種パラメータ(体重、身長、年齢、性別)等の生体条件を入力する。そして、設定スイッチ16により入力された各種設定値は、演算回路15を介してメモリ18に記憶される。
【0016】
このように消費カロリ演算装置11が装着された状態で被測定者が運動を開始すると、加速度センサ12から被測定者の動作に応じた各感度方向の加速度信号がセンサインターフェイス回路14に入力されると共に、気圧センサ13から気圧の変化に応じた検出信号(絶対圧力信号)がセンサインターフェイス回路14に入力される。このように入力された各センサ信号は、センサインターフェイス回路14内の増幅・整形回路によりS/Nの高い信号として演算回路15に入力される。
【0017】
演算回路15では、入力された信号をA/D変換した後に各信号の特長を抽出し、被測定者が歩行状態であるか走行状態であるかを予測する。その際、気圧センサ13から得られた大気圧情報を微分し、増幅することで広い範囲の高低差に対してA/D変換器の入力範囲を越えることなく階段の昇降あるいは坂道の上り下り等の昇降動作による上下方向の移動状態を判定できる。
【0018】
さらに、気圧センサ13からの気圧検出信号(絶対圧力信号)により被測定者が立っている標高を予測し、歩行時の気圧の変化状態から被測定者の歩行状態を予測した後は、設定スイッチ16により入力された各設定値を基に決められる係数値と歩数とから消費カロリを算出する。従って、消費カロリ演算装置11では、上記加速度センサ12及び気圧センサ13からの検出信号により実際の運動状態に応じた消費カロリを算出することが可能となるため、従来のように加速度センサの信号のみで階段の昇降や坂道の歩行を判定する場合のように高度な演算を行う必要がなく、演算回路の消費電力も節減できるので、電池容量を大きくすることなく電池寿命を確保できる。
【0019】
このようにして算出された消費カロリ量は、設定スイッチ16の操作により表示部17に表示される。また、計測された各センサ信号や消費カロリは、演算回路15を介してメモリ18や外部メモリ22に記憶されると共に、メモリ18や外部メモリ22から読みだすことができる。
ここで、加速度センサ12及び気圧センサ13からの検出信号により被測定者の運動状態を推定する方式について説明する。
【0020】
上記気圧センサ13の伝達関数V01は、次式(1)のように表せる。
01=VS ( 0.009P−0.095)±(圧力誤差×0.009 VS T ) … (1)
上記(1)式において、定格電圧VS =5.0〔V〕、Pは入力圧力[KPa] である。なお、CT は、温度誤差乗数である。この温度誤差乗数CT は、0°C〜85°CでCT =1である。
【0021】
一般に1〔m〕あたりの気圧変化は、約1.067×10-2 [KPa]であるとすると、(1)式よりセンサ出力は1〔m〕あたり約630〔μV〕変化することになる。この値は、実験的に気圧センサ13を1〔m〕上下に動かすことからも得られる。このことより、気圧センサ13から出力される検出信号の増幅が必要となる。
【0022】
また、絶対圧情報を気圧センサ13により直接測定するためには、測定を行う場所の大気圧の大きさによってオフセットを変化させたり、気圧センサ13のダイナミックレンジを越えないように注意を払う必要がある。しかし、消費カロリ演算装置11で必要とする情報は、大気圧そのものではなく、被測定者が上下方向に移動しているかどうかの情報である。そこで、本実施例では、大気圧の時間微分信号のみを計測することでオフセットやダイナミックレンジの問題を解決する。
【0023】
図3は気圧センサ13から出力される検出信号の波形処理回路を示すブロック図である。
図3に示されるように、気圧センサ13から出力される検出信号V01は、第1のローパスフィルタ25でセンサノイズが低減され、第1の増幅器26で増幅される。さらに、増幅器26で増幅された信号は、微分回路27で微分された後、第2のローパスフィルタ28で微分ノイズが低減され、第2の増幅器29で検出信号V02に増幅される。
【0024】
第1のローパスフィルタ25は、気圧センサ13の出力段階でのノイズを抑えるためのもので、カットオフ周波数を10〔Hz〕としてある。また、第2のローパスフィルタ28は、微分回路27で生じるノイズを低減するもので、カットオフ周波数を0.3〔Hz〕としてある。
この気圧信号の処理系の伝達関数G(S)は、次式(2)のように表される。
V02 /V01 =−τA1A2C0S /(S4+C3S3+C2S2+C1S +C0) … (2)
尚、C0=(ω1 ω2 2
C1=( ω1 ω2 2+ω1 2ω2 ) /Q
C2=ω1 2+ω3 2+(ω1 ω2 /Q2
C3=(ω1 +ω2 )/Q
である。
【0025】
ここで、第1の増幅器26の増幅率A1は、A1=10である。また、第2の増幅器29の増幅率A2は、A2=10である。また、微分回路27の時定数τは、τ=10である。また、第1のローパスフィルタ25のカットオフ角周波数ω1 は、ω1 =2π・10である。また、第2のローパスフィルタ28のカットオフ角周波数ω2 は、ω2 =2π・0.3である。また、フィルタ特性のパラメータQは、第1のローパスフィルタ25,第2のローパスフィルタ28共にQ=0.707である。
【0026】
図4は歩行時の加速度センサ12から出力される信号の波形図である。
図4に示されるように、足の着地による条件は、▲1▼ピークの値≧0.25G,▲2▼このピークが前後0.3秒間で最大となる。
被測定者の歩行の周期がおよそ一歩あたり0.5秒であるとすると、歩行あるいはそれよりペースの速い移動形態(ジョギング、走行等)の場合、上記条件▲1▼▲2▼を満たすピークが1.5秒間に3個以上存在する。このとき、1番目のピークから3番目のピークまでのデータは、移動分の二歩分に相当する。尚、以下この二歩分に相当する波形を「二歩波形」と言う。
【0027】
このように、加速度センサ12から出力される信号の波形が二歩波形である場合、被測定者が動的状態(走行状態)であると判定することができる。また、加速度センサ12から出力される信号の波形が上記条件▲1▼▲2▼を満たさないときは、被測定者が静的状態(停止状態)であると判定することができる。
さらに、動的状態(ジョギング又は、走行状態)であると判定された場合、その移動強度を判別する必要がある。
【0028】
ここで言う移動強度とは、移動の激しさと同義で、具体的には、被測定者が歩行しているのか、ジョギングしているのか、あるいは走行しているのかの違いを意味している。
この移動強度の判別には、前後方向及び上下方向の加速度の二歩波形の分散を利用する。
【0029】
図5は上下方向の加速度と二歩波形の分散との関係を示すグラフである。また、図6は前後方向の加速度と二歩波形の分散との関係を示すグラフである。
図5及び図6に示されるように、歩行とジョギング状態又は走行状態を比較すると、ジョギング状態及び走行状態の加速度は、分散度が大きくなる。また、図6の波形図よりジョギング状態と走行状態との違いは、前後方向の加速度に分散に現れる。
【0030】
これらの特性の違いから
(Sx 2 >0.5)∩(Sx 2 >0.3)の場合は→平地走行状態
(Sx 2 >0.5)∩(Sx 2 ≦0.3)の場合は→ジョギング状態
x 2 ≦0.5の場合は→歩行状態
といったように夫々の運動状態を判定することができる。
【0031】
図7は予備実験により得られた加速度と気圧変化との関係を示すグラフである。
上記ジョギング状態又は歩行状態の場合、あるいは静的状態と判定された場合は、加速度と気圧変化との関係から昇降動作を判定する。
前述した(2)式の気圧処理系の出力V02 は、気圧の時間変化を表す信号であり、上下方向の移動速度の情報となる。従って、ここでは、各処理単位区間ごとにこの出力V02 の平均値V 02 を計算し、この値V 02 を利用して判別を行う。
【0032】
図7に示されるように、出力V02 の平均値V 02 に対し、境界値(閾値)Pup,Pdownを設けることにより上下動作の判別を行う。さらに、上下動の情報と静的状態、歩行状態、ジョギング状態の情報を組み合わせることにより最終的な移動形態を判別する。
〔静的状態の場合〕
V 02 >Pup の場合は→ エレベータで上昇中
downV 02 ≦Pup の場合は→ 停止中
V 02 <Pdown の場合は→ エレベータで下降中
〔歩行状態の場合〕
V 02 >Pup の場合は→ 階段の上り動作中
downV 02 ≦Pup の場合は→ 平地を歩行中
V 02 <Pdown の場合は→ 階段の下り動作中
〔ジョギング状態の場合〕
V 02 >Pup の場合は→ ジョギングで階段を上る
downV 02 ≦Pup の場合は→ 平地を歩行中
V 02 <Pdown の場合は→ 階段の下り動作中
このように加速度と気圧変化との関係から被測定者の動作状態を正確に判別することが可能となる。
【0033】
図8は被測定者の動作パターンの一例を示すグラフである。
図8に示されるように、上記のように判別された被測定者の動作状態の変化から移動形態を推定することができる。尚、被測定者の動作パターンは、個々に異なり時間の経過と共に刻々と変化するため、必ず図8に示すパターンになるとは限らないが、このようなグラフとして被測定者の移動形態を表すことができる。
【0034】
図9は演算回路15が実行する移動形態の判定処理及び移動形態に応じた消費カロリ演算処理を説明するためのフローチャートである。
図9に示されるように、電源がオンに操作されると、ステップS11(以下「ステップ」を省略する)で被測定者の消費カロリ演算に必要な各種パラメータ(体重、身長、年齢、性別)等の生体条件を確認する。次のS12では、被測定者の各種条件が入力されている場合、演算開始の指示を待つ。
【0035】
そして、演算開始の指示が入力されると、S13に進み、加速度センサ12により検出された加速度信号を読み込む。続いて、S14では、気圧センサ13からの気圧検出信号(絶対圧力信号)を読み込む。
次のS15では、上記加速度センサ12からの加速度信号を解析して被測定者の運動状態を予測する。すなわち、前述したように加速度センサ12からの加速度信号に基づいて被測定者が歩行状態か走行状態かジョギング状態かを判定する(図5乃至図8を参照のこと)。これと共に、加速度センサ12により検出された加速度信号の変化から被測定者の運動状態が加速領域か減速領域かを判定する。
【0036】
また、本実施例では、3軸の加速度センサ12を用いているので、被測定者の前後・上下・左右の加速度を検出して演算することにより被測定者の進行方向を各方向の加速度の相対関係から予測することができ、被測定者の歩行経路を推測することができる。
さらに、S16では、気圧センサ13からの気圧検出信号(絶対圧力信号)を解析することにより被測定者が移動する際の上下方向の変化を求めることができ、気圧変化から昇降動作の有無を判定する。すなわち、気圧センサ13により検出された気圧変化に基づいて被測定者が階段や坂道を昇降している昇降状態、あるいはエレベータやエスカレータ等の昇降手段により昇降している状態を判定することができる。
【0037】
次のS17では、上記加速度センサ12からの加速度信号の解析結果と気圧センサ13からの気圧検出信号(絶対圧力信号)の解析結果とを総合して解析することにより被測定者の運動状態(歩行状態、走行状態、減速・加速状態、昇降状態の組み合わせ)を判定する。
続いて、S18に進み、上記S17で求めた被測定者の運動状態に応じた消費カロリ係数値を選択して今回の演算の消費カロリ係数値を決定する。そして、S19では、S18で設定された消費カロリ係数値を歩数に掛けて被測定者の運動量に応じた総消費カロリ量を算出する。
【0038】
この後、S20で上記のように演算された総消費カロリ量をメモリ18及び外部メモリ22に記憶させると共に、総消費カロリ量を表示部17に表示する。次のS21では、演算停止の指示の有無を確認しており、電源がオフに操作されて演算停止の指示があるときは、一連の演算処理を終了させる。しかし、S21において、演算停止の指示がないときは、上記S13に戻り、S13以降の処理を実行する。
【0039】
従って、S21で演算停止命令が入力されないときには、S13以降の処理を繰り返すことにより、連続的に加速度センサ12及び気圧センサ13からの検出信号を読み込み、各検出信号に基づいて被測定者の運動状態(歩行状態、走行状態、減速・加速状態、昇降状態の組み合わせ)を判定し、被測定者の運動状態に応じた消費カロリを演算する。そして、被測定者の運動状態に見合った消費カロリを加算して総消費カロリ量を求める。
【0040】
また、消費カロリ演算装置11は、加速度センサ12及び気圧センサ13を有するため、被測定者の消費カロリ量を求めることができると共に、使用時間内での移動経路を推測することができる。そのため、例えば地図情報との照合により病院や特定の施設内等の狭い範囲における行動パターンを把握することが可能となる。
【0041】
また、消費カロリ演算装置11は、ジャイロや地磁気センサとの併用により広範囲での移動経路推定も可能となる。そして、消費カロリ演算装置11を用いて移動経路と消費カロリとの関係を求めることにより、例えば散歩をする場合、自分に合った散歩コースを設定することができる。
さらに、気圧センサ13からの検出値によりエレベータ等の直立状態での移動も推測できるので、被測定者の歩行経路を立体的に把握することができ、例えば徘徊老人等の行動把握にも応用できる。
【0042】
また、被測定者の運動状態に応じた消費カロリを正確に予測できるので、例えば医療分野あるいはエステ分野にも適用することが可能となる。さらに、目標消費カロリを設定することで被測定者に対して安全な範囲で運動量の指示を与えることが可能となる。
尚、上記実施の形態では、加速度センサ12及び気圧センサ13が演算回路15と同一のケース23内に収納される構成を一例として挙げたが、これに限らず、加速度センサ12及び気圧センサ13と演算回路15とを別体な構成とすることも可能である。例えば、加速度センサ12及び気圧センサ13は、被測定者の腰の位置に固定し、センサ以外の演算回路15等はポケット等の別の場所に収納されるようにしても良い。
【0043】
また、加速度センサ12は、測定可能な感度方向が3軸のセンサを用いているが歩行状態の判別を行うためには、上下方向と前後方向の2軸をあるいは1軸のセンサを用いても構わないのは言うまでもない。
【0044】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、気圧センサから出力された検出信号に含まれるノイズを低減するカットオフ周波数を10 Hz とした第1のローパスフィルタと、時間微分信号に含まれる微分ノイズを除去するカットオフ周波数を0.3 Hz とした第2のローパスフィルタとを有するため、被測定者が階段を昇降した場合の気圧変化をより正確に検出することが可能になり、しかも第2のローパスフィルタから出力された気圧信号に基づいて昇降動作を判定し、さらに歩数センサからの信号及び気圧信号に基づいて被測定者の運動状態を判定するため、例えば階段の昇降あるいは坂道の上り下り等の昇降動作を行った場合でも実際の運動状態に応じた消費カロリを正確に求めることができる。また、演算に伴う消費電力を節減して電池寿命を延ばすことが可能となり、計測時間を延長させることができる。
【0045】
また、各運動状態(平地歩行・走行、階段昇降、坂道の歩行・走行等)をより正確に判定することができ、実際の運動状態に応じた消費カロリに近い値を推測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる消費カロリ演算装置の一実施例を説明するためのブロック図である。
【図2】消費カロリ演算装置の装着状態を示す図である。
【図3】気圧センサ13から出力される検出信号の波形処理回路を示すブロック図である。
【図4】歩行時の加速度センサ12から出力される信号の波形図である。
【図5】上下方向の加速度と二歩波形の分散との関係を示すグラフである。
【図6】前後方向の加速度と二歩波形の分散との関係を示すグラフである。
【図7】予備実験により得られた加速度と気圧変化との関係を示すグラフである。
【図8】被測定者の動作パターンの一例を示すグラフである。
【図9】演算回路15が実行する移動形態の判定処理及び移動形態に応じた消費カロリ演算処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
11 消費カロリ演算装置
12 加速度センサ
13 気圧センサ
14 センサインターフェイス回路
15 演算回路
16 設定スイッチ
17 表示部
18 メモリ
20 デコーダ回路
21 外部端子
22 外部メモリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a consumed calorie calculation device configured to accurately calculate calories consumed by a person being exercised.
[0002]
[Prior art]
A so-called calorimeter is known as a portable consumption calorie calculation device that measures and displays the calorie consumed by the person being measured. This type of device is composed of, for example, a step counting device using a mechanical contact or an acceleration sensor, and has a compact configuration that is portable so that it can be attached to the waist of the measurement subject. The step counting device is driven by a built-in battery, detects the impact between the footpad of the person being measured and the ground when walking with a mechanical contact or acceleration sensor, and converts the signal into a digital signal. Convert and measure the number of steps.
[0003]
In the calorie consumption calculation device that performs the step count measurement as described above, the coefficient value of the calorie consumption corresponding to the biological condition such as the body weight, height, age, and sex of the person to be measured is set to the number of steps measured by the step count measurement device. By multiplying, the consumption of calories with respect to the amount of exercise of the subject is predicted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional calorie consumption calculation device, when comparing the calorie consumption when the person to be measured walks on a normal flat ground and the calorie consumption at the time of climbing the stairs, the calorie consumption differs greatly depending on the way of exercise. For example, when going down the stairs, it is said to be about 0.8 times that when walking on flat ground (80 m / min), and when going up the stairs, about 3 times more calories are consumed. However, in the conventional device, calorie consumption is calculated only from the number of steps, and calorie consumption is calculated with the same coefficient value as walking on flat ground even when going up and down stairs or walking on hills. There is a problem that it is very different from consumption.
[0005]
In addition, if the calorie consumption calculated is significantly different from the calorie consumed in the actual exercise, the exercise performed for health management becomes a load on the person being measured, and the actual exercise amount relative to the target exercise amount May become excessive.
Here, in order to increase the accuracy of calorie consumption to be calculated, it is necessary to determine the walking state and change the coefficient of calorie consumption according to the walking state, but the mechanical contact point of the calorie consumption device mounted on the waist In addition, it is difficult to determine whether the stairs are going up and down or walking on a hill using only the signals from the acceleration sensor, and it is necessary to perform advanced calculations in order to increase the determination rate. Along with this, the power consumption of the calorie calculation circuit also increases, making it difficult to secure the operation time as a portable device. When the battery capacity is increased, the external shape and weight will not play a role as a portable device. is there.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a calorie consumption calculation device that solves the above-described problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following features to solve the above problems.
The present invention includes a step sensor for detecting the number of steps of the person being measured,
A calorie consumption calculating unit for calculating calorie consumption from the biological condition of the measurement subject and the number of steps detected by the step sensor;
Storage means for storing a calculation result calculated by the consumption calorie calculation unit;
In a calorie consumption calculation device having
An atmospheric pressure sensor for detecting a change in atmospheric pressure according to the up and down movement;
A first low-pass filter and the cutoff frequency is 10 Hz to reduce noise contained in the detection signal output from the pressure sensor,
A differentiating circuit for differentiating the signal output from the first low-pass filter to generate a time differential signal of atmospheric pressure, and extracting a signal waveform corresponding to the ascending / descending operation of the measured person;
A second low-pass filter with 0.3 Hz cut-off frequency to remove the differential noise contained in the time derivative signal,
Determining means for determining an up / down motion based on an atmospheric pressure signal output from the second low-pass filter, and further determining an exercise state of the person to be measured based on a signal from the step sensor and the atmospheric pressure signal;
It is characterized by comprising.
[0008]
Therefore, according to the present invention, the first low-pass filter having a cut-off frequency of 10 Hz for reducing noise included in the detection signal output from the atmospheric pressure sensor, and the cut for removing differential noise included in the time differential signal. Since the second low-pass filter having an off frequency of 0.3 Hz is provided, it becomes possible to more accurately detect a change in atmospheric pressure when the subject moves up and down the stairs, and from the second low-pass filter. In order to determine the ascending / descending operation based on the output atmospheric pressure signal, and further to determine the movement state of the person to be measured based on the signal from the step sensor and the atmospheric pressure signal, for example, elevating operation such as ascending / descending stairs or climbing up / down hill Even when performing, the calorie consumption according to the actual exercise state can be accurately obtained. In addition, it is possible to extend the battery life by reducing the power consumption associated with the calculation, and the measurement time can be extended.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a calorie consumption calculating apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a wearing state of the calorie consumption calculation device.
As shown in FIG. 1, the calorie consumption calculation device 11 includes an acceleration sensor 12, an atmospheric pressure sensor 13, a sensor interface circuit 14, a calculation circuit 15, a setting switch 16, a display unit 17, a memory 18, A power supply 19, a decoder circuit 20, an external terminal 21, and an external memory 22 are included.
[0010]
The calorie consumption calculation device 11 has a configuration in which each of the above devices is housed in a compact case 23 and is portable. Therefore, as shown in FIG. 2, the calorie consumption calculation device 11 is used in a state of being fixed to the measurement subject's waist by a belt or the like. At this time, the calorie consumption calculation device 11 is in close contact with the measurement subject, and is mounted so as to be able to detect an impact due to walking, a vertical movement due to up and down stairs, etc. following the movement of the measurement subject.
[0011]
The acceleration sensor 12 is a step number sensor that outputs a detection value for determining whether the subject is walking or running due to an impact between the foot of the measurement subject and the ground. The atmospheric pressure sensor 13 is a sensor for detecting a change in atmospheric pressure according to the up-and-down movement and determining the raising / lowering operation of the measurement subject.
Detection signals detected by the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13 are amplified by the sensor interface circuit 14 and subjected to waveform shaping. The arithmetic circuit 15 determines the walking state based on detection signals from the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13 input via the sensor interface circuit 14.
[0012]
The setting switch 16 is operated when performing various settings. The display unit 17 includes a liquid crystal display (LCD) and displays various data such as calorie consumption according to the measured exercise state and exercise amount.
The memory 18 is storage means for storing various data such as calorie consumption and various input values calculated according to the amount of exercise. Various data are read and written via the decoder circuit 20.
[0013]
The external terminal 21 is an output terminal for performing communication with an external device. The external memory 22 is a removable storage medium for sharing data with a personal computer or the like.
Next, the measurement of calorie consumption and the calculation operation of the calorie consumption calculation device 11 configured as described above will be described.
[0014]
First, the person to be measured fixes the calorie consumption calculation device 11 to a waist position using a fixing tool such as a belt. At this time, the calorie consumption calculation device 11 is further advanced in the vertical direction and the front-rear direction when the measurement subject is in the upright state so that the detection direction (sensitivity direction) of the acceleration sensor 12 can detect the movement of the measurement subject. It is fixed so that the right and left direction perpendicular to the direction can be detected.
[0015]
The measured person operates the setting switch 16 in accordance with the guidance displayed on the display unit 17 of the consumption calorie calculation device 11 to set biological conditions such as various parameters (weight, height, age, sex) necessary for the consumption calorie calculation. input. Various setting values input by the setting switch 16 are stored in the memory 18 via the arithmetic circuit 15.
[0016]
When the person to be measured starts exercising with the calorie consumption calculation device 11 mounted in this way, an acceleration signal in each sensitivity direction corresponding to the action of the person to be measured is input from the acceleration sensor 12 to the sensor interface circuit 14. At the same time, a detection signal (absolute pressure signal) corresponding to a change in atmospheric pressure is input from the atmospheric pressure sensor 13 to the sensor interface circuit 14. Each sensor signal input in this way is input to the arithmetic circuit 15 as a signal having a high S / N by the amplification / shaping circuit in the sensor interface circuit 14.
[0017]
The arithmetic circuit 15 extracts features of each signal after A / D converting the input signal, and predicts whether the subject is in a walking state or a running state. At that time, the atmospheric pressure information obtained from the atmospheric pressure sensor 13 is differentiated and amplified, so as to move up and down the stairs or go up and down the hill without exceeding the input range of the A / D converter for a wide range of height differences. It is possible to determine the moving state in the up-down direction due to the lifting / lowering operation.
[0018]
Further, after predicting the altitude at which the person to be measured stands by the atmospheric pressure detection signal (absolute pressure signal) from the atmospheric pressure sensor 13 and predicting the walking state of the person to be measured from the change in atmospheric pressure during walking, the setting switch The calorie consumption is calculated from the coefficient value and the number of steps determined based on each set value input in 16. Accordingly, the calorie consumption calculation device 11 can calculate the calorie consumption according to the actual motion state based on the detection signals from the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13, so that only the signal of the acceleration sensor as in the conventional case can be calculated. Thus, it is not necessary to perform advanced calculations as in the case of determining whether the stairs are going up and down or walking on a hill, and the power consumption of the arithmetic circuit can be reduced, so that the battery life can be ensured without increasing the battery capacity.
[0019]
The calorie consumption calculated in this way is displayed on the display unit 17 by operating the setting switch 16. The measured sensor signals and calorie consumption are stored in the memory 18 and the external memory 22 via the arithmetic circuit 15 and can be read from the memory 18 and the external memory 22.
Here, a method for estimating the movement state of the person to be measured from the detection signals from the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13 will be described.
[0020]
The transfer function V 01 of the atmospheric pressure sensor 13 can be expressed as the following equation (1).
V 01 = V S (0.009P−0.095) ± (pressure error × 0.009 V S C T ) (1)
In the above equation (1), the rated voltage V S = 5.0 [V], and P is the input pressure [KPa]. C T is a temperature error multiplier. The temperature error multiplier C T is 0 ° C. to 85 ° C. and C T = 1.
[0021]
In general, assuming that the atmospheric pressure change per [m] is about 1.067 × 10 −2 [KPa], the sensor output changes about 630 [μV] per 1 [m] from the equation (1). . This value can also be obtained by experimentally moving the atmospheric pressure sensor 13 up and down by 1 [m]. For this reason, it is necessary to amplify the detection signal output from the atmospheric pressure sensor 13.
[0022]
Further, in order to directly measure absolute pressure information by the atmospheric pressure sensor 13, it is necessary to pay attention not to change the offset depending on the magnitude of the atmospheric pressure at the place where the measurement is performed or to exceed the dynamic range of the atmospheric pressure sensor 13. is there. However, the information required for the calorie consumption calculation device 11 is not atmospheric pressure itself but information on whether or not the measurement subject is moving in the vertical direction. Therefore, in this embodiment, the problem of offset and dynamic range is solved by measuring only the time differential signal of atmospheric pressure.
[0023]
FIG. 3 is a block diagram showing a waveform processing circuit of a detection signal output from the atmospheric pressure sensor 13.
As shown in FIG. 3, the detection signal V 01 output from the atmospheric pressure sensor 13 is reduced in sensor noise by the first low-pass filter 25 and amplified by the first amplifier 26. Further, the signal amplified by the amplifier 26 is differentiated by the differentiating circuit 27, the differential noise is reduced by the second low-pass filter 28, and amplified by the second amplifier 29 to the detection signal V 02 .
[0024]
The first low-pass filter 25 is for suppressing noise at the output stage of the atmospheric pressure sensor 13, and has a cutoff frequency of 10 [Hz]. The second low-pass filter 28 reduces noise generated in the differentiation circuit 27, and has a cutoff frequency of 0.3 [Hz].
The transfer function G (S) of the atmospheric pressure signal processing system is expressed by the following equation (2).
V 02 / V 01 = -τA 1 A 2 C 0 S / (S 4 + C 3 S 3 + C 2 S 2 + C 1 S + C 0 )… (2)
C 0 = (ω 1 ω 2 ) 2
C 1 = (ω 1 ω 2 2 + ω 1 2 ω 2 ) / Q
C 2 = ω 1 2 + ω 3 2 + (ω 1 ω 2 / Q 2 )
C 3 = (ω 1 + ω 2 ) / Q
It is.
[0025]
Here, the amplification factor A 1 of the first amplifier 26 is A 1 = 10. The amplification factor A 2 of the second amplifier 29 is A 2 = 10. The time constant τ of the differentiating circuit 27 is τ = 10. The cut-off angular frequency ω 1 of the first low-pass filter 25 is ω 1 = 2π · 10. The cutoff angular frequency ω 2 of the second low-pass filter 28 is ω 2 = 2π · 0.3. The parameter Q of the filter characteristic is Q = 0.707 for both the first low-pass filter 25 and the second low-pass filter 28.
[0026]
FIG. 4 is a waveform diagram of signals output from the acceleration sensor 12 during walking.
As shown in FIG. 4, the conditions due to the landing of the foot are as follows: (1) Peak value ≧ 0.25G, (2) This peak becomes maximum in 0.3 seconds before and after.
Assuming that the walking cycle of the person being measured is approximately 0.5 seconds per step, there is a peak that satisfies the above conditions (1) and (2) when walking or moving at a faster pace (jogging, running, etc.). There are 3 or more in 1.5 seconds. At this time, the data from the first peak to the third peak corresponds to two steps of movement. Hereinafter, a waveform corresponding to the two steps is referred to as a “two-step waveform”.
[0027]
Thus, when the waveform of the signal output from the acceleration sensor 12 is a two-step waveform, it can be determined that the measurement subject is in a dynamic state (running state). When the waveform of the signal output from the acceleration sensor 12 does not satisfy the above conditions (1) and (2), it can be determined that the person to be measured is in a static state (stop state).
Furthermore, when it is determined that the vehicle is in a dynamic state (jogging or running state), it is necessary to determine the movement intensity.
[0028]
The moving intensity mentioned here is synonymous with the intensity of movement, specifically, the difference between whether the person being measured is walking, jogging, or running. .
For the determination of the movement intensity, the variance of the two-step waveform of acceleration in the front-rear direction and the vertical direction is used.
[0029]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the vertical acceleration and the variance of the two-step waveform. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the longitudinal acceleration and the variance of the two-step waveform.
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, when the walking is compared with the jogging state or the traveling state, the degree of dispersion of the acceleration in the jogging state and the traveling state increases. Further, the difference between the jogging state and the running state appears in a distributed manner in the longitudinal acceleration from the waveform diagram of FIG.
[0030]
From the difference in these characteristics, in the case of (S x 2 > 0.5) ∩ (S x 2 > 0.3) → flat ground running state (S x 2 > 0.5) ∩ (S x 2 ≤0.3) ) → jogging state S x 2 ≦ 0.5, → each walking state can be determined as walking state.
[0031]
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the acceleration obtained by the preliminary experiment and the change in atmospheric pressure.
When the jogging state or the walking state is determined, or when it is determined that the state is a static state, the ascending / descending operation is determined from the relationship between the acceleration and the atmospheric pressure change.
The output V 02 of the atmospheric pressure processing system of the above-described equation (2) is a signal representing a temporal change in atmospheric pressure, and is information on the moving speed in the vertical direction. Accordingly, here, the average value V 02 of the output V 02 in each processing unit section calculates, performs determination by using the value V 02.
[0032]
As shown in FIG. 7, the vertical movement is discriminated by providing boundary values (threshold values) P up and P down for the average value V 02 of the output V 02 . Furthermore, the final movement form is discriminated by combining the vertical movement information with the static state, walking state, and jogging state information.
[In static state]
If V 02 > P up → Ascending by elevator P downV 02 ≤ P up → Stopping
If V 02 <P down → descending by elevator (when walking)
If V 02 > P up → During stair climbing P downV 02 ≤ P up → Walking on flat ground
If V 02 <P down → While moving down the stairs (when jogging)
If V 02 > P up → go up the stairs by jogging P downV 02 ≤ P up → walking on flat ground
In the case of V 02 <P down → During the downward movement of the stairs, it is possible to accurately determine the operation state of the measurement subject from the relationship between the acceleration and the change in atmospheric pressure.
[0033]
FIG. 8 is a graph showing an example of the operation pattern of the measurement subject.
As shown in FIG. 8, the movement form can be estimated from the change in the movement state of the measurement subject determined as described above. Note that the movement pattern of the person being measured is different from one person to another and changes with time. Therefore, the movement pattern of the person being measured is represented as such a graph, although it is not always the pattern shown in FIG. Can do.
[0034]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the determination process of the movement form executed by the arithmetic circuit 15 and the calorie consumption calculation process according to the movement form.
As shown in FIG. 9, when the power is turned on, various parameters (weight, height, age, sex) required for the calorie consumption calculation of the measurement subject in step S11 (hereinafter, “step” is omitted). Check biological conditions such as In the next S12, when various conditions of the measurement subject are input, an instruction to start calculation is waited for.
[0035]
When the calculation start instruction is input, the process proceeds to S13, and the acceleration signal detected by the acceleration sensor 12 is read. Subsequently, in S14, an atmospheric pressure detection signal (absolute pressure signal) from the atmospheric pressure sensor 13 is read.
In the next S15, the acceleration signal from the acceleration sensor 12 is analyzed to predict the motion state of the measurement subject. That is, as described above, it is determined based on the acceleration signal from the acceleration sensor 12 whether the measurement subject is walking, running, or jogging (see FIGS. 5 to 8). At the same time, it is determined from the change in the acceleration signal detected by the acceleration sensor 12 whether the subject's movement state is the acceleration region or the deceleration region.
[0036]
In addition, since the triaxial acceleration sensor 12 is used in the present embodiment, the traveling direction of the measured person can be determined by calculating the acceleration in each direction by detecting and calculating the longitudinal, vertical and horizontal accelerations of the measured person. It can be predicted from the relative relationship, and the walking path of the person being measured can be estimated.
Further, in S16, by analyzing the atmospheric pressure detection signal (absolute pressure signal) from the atmospheric pressure sensor 13, the change in the vertical direction when the subject moves can be obtained, and the presence / absence of the lifting operation is determined from the atmospheric pressure change. To do. That is, it is possible to determine whether the measurement subject is moving up and down a staircase or a hill, or a state where the person is moving up and down by an elevating means such as an elevator or an escalator, based on a change in atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 13.
[0037]
In the next step S17, the analysis result of the acceleration signal from the acceleration sensor 12 and the analysis result of the atmospheric pressure detection signal (absolute pressure signal) from the atmospheric pressure sensor 13 are analyzed together to analyze the movement state (walking) of the subject. State, traveling state, deceleration / acceleration state, and elevation state).
Subsequently, the process proceeds to S18, in which the consumed calorie coefficient value corresponding to the exercise state of the measurement subject obtained in S17 is selected to determine the consumed calorie coefficient value of the current calculation. In S19, the calorie consumption coefficient value set in S18 is multiplied by the number of steps to calculate the total calorie consumption corresponding to the exercise amount of the person being measured.
[0038]
Thereafter, the total calorie consumption calculated as described above in S20 is stored in the memory 18 and the external memory 22, and the total calorie consumption is displayed on the display unit 17. In the next S21, it is confirmed whether or not there is an instruction to stop the calculation. When the power is turned off and there is an instruction to stop the calculation, a series of calculation processing is ended. However, if there is no instruction to stop the calculation in S21, the process returns to S13, and the processes after S13 are executed.
[0039]
Therefore, when the calculation stop command is not input in S21, the detection signals from the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13 are continuously read by repeating the processes in and after S13, and the exercise state of the person to be measured is based on each detection signal. (A combination of walking state, running state, deceleration / acceleration state, and raising / lowering state) is determined, and calorie consumption is calculated according to the exercise state of the person being measured. Then, the total calorie consumption is obtained by adding the calorie consumption corresponding to the exercise state of the measurement subject.
[0040]
Moreover, since the calorie consumption calculation apparatus 11 has the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13, it can obtain | require the amount of calories consumed of a to-be-measured person, and can estimate the movement path | route within use time. Therefore, for example, it is possible to grasp an action pattern in a narrow range such as a hospital or a specific facility by collation with map information.
[0041]
Further, the calorie consumption calculation device 11 can estimate a movement route in a wide range by using it together with a gyroscope or a geomagnetic sensor. And by calculating | requiring the relationship between a movement path | route and consumption calories using the consumption calorie calculating apparatus 11, when taking a walk, for example, the walk course suitable for oneself can be set.
Furthermore, since the movement of the elevator or the like in an upright state can be estimated from the detection value from the atmospheric pressure sensor 13, the walking path of the person to be measured can be grasped in a three-dimensional manner, and can be applied to grasping the behavior of an elderly person, for example. .
[0042]
Further, since calorie consumption according to the exercise state of the measurement subject can be accurately predicted, it can be applied to, for example, the medical field or the esthetic field. Furthermore, by setting the target consumption calorie, it becomes possible to give an instruction of the amount of exercise to the measurement subject within a safe range.
In the above-described embodiment, the configuration in which the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13 are accommodated in the same case 23 as the arithmetic circuit 15 has been described as an example. It is also possible to configure the arithmetic circuit 15 separately. For example, the acceleration sensor 12 and the atmospheric pressure sensor 13 may be fixed at the waist position of the measurement subject, and the arithmetic circuit 15 other than the sensor may be stored in another place such as a pocket.
[0043]
The acceleration sensor 12 uses a sensor with a measurable sensitivity direction of three axes. However, in order to determine the walking state, two axes in the vertical direction and the front-rear direction or a single axis sensor may be used. Needless to say, it doesn't matter.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first low-pass filter having a cut-off frequency of 10 Hz for reducing the noise included in the detection signal output from the atmospheric pressure sensor and the differential noise included in the time differential signal are removed. And a second low-pass filter with a cutoff frequency of 0.3 Hz , it becomes possible to more accurately detect a change in atmospheric pressure when the subject moves up and down the stairs, and the second low-pass filter. In order to determine the up / down movement based on the barometric pressure signal output from the filter, and further to determine the movement state of the person to be measured based on the signal from the step sensor and the barometric pressure signal, for example, ascending / descending the stairs or going up / down the hill Even when the lifting / lowering operation is performed, the calorie consumption corresponding to the actual exercise state can be accurately obtained. In addition, it is possible to extend the battery life by reducing the power consumption associated with the calculation, and the measurement time can be extended.
[0045]
In addition, each motion state (flat-ground walking / running, stair climbing, hill walking / running, etc.) can be determined more accurately, and a value close to calorie consumption according to the actual motion state can be estimated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram for explaining one embodiment of a calorie consumption calculating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a wearing state of the consumption calorie calculation device.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a waveform processing circuit of a detection signal output from an atmospheric pressure sensor 13;
FIG. 4 is a waveform diagram of signals output from the acceleration sensor 12 during walking.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between vertical acceleration and variance of two-step waveform.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the longitudinal acceleration and the variance of the two-step waveform.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between acceleration and atmospheric pressure change obtained by a preliminary experiment.
FIG. 8 is a graph showing an example of an operation pattern of a measurement subject.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a movement form determination process and a consumption calorie calculation process corresponding to the movement form executed by the arithmetic circuit 15;
[Explanation of symbols]
11 Calorie consumption calculation device 12 Acceleration sensor 13 Barometric pressure sensor 14 Sensor interface circuit 15 Calculation circuit 16 Setting switch 17 Display unit 18 Memory 20 Decoder circuit 21 External terminal 22 External memory

Claims (1)

被測定者の歩数を検出する歩数センサと、
被測定者の生体条件と前記歩数センサにより検出された歩数から消費カロリを演算する消費カロリ演算部と、
該消費カロリ演算部により演算された演算結果を記憶する記憶手段と、
を有する消費カロリ演算装置において、
昇降移動に応じた気圧の変化を検出する気圧センサと、
該気圧センサから出力された検出信号に含まれるノイズを低減するカットオフ周波数を10 Hz とした第1のローパスフィルタと、
該第1のローパスフィルタから出力された信号を微分して気圧の時間微分信号を生成し、前記被測定者の昇降動作に応じた信号波形を抽出する微分回路と、
前記時間微分信号に含まれる微分ノイズを除去するカットオフ周波数を0.3 Hz とした第2のローパスフィルタと、
該第2のローパスフィルタから出力された気圧信号に基づいて昇降動作を判定し、さらに前記歩数センサからの信号及び前記気圧信号に基づいて前記被測定者の運動状態を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする消費カロリ演算装置。
A step sensor for detecting the number of steps of the person being measured;
A calorie consumption calculating unit for calculating calorie consumption from the biological condition of the measurement subject and the number of steps detected by the step sensor;
Storage means for storing a calculation result calculated by the consumption calorie calculation unit;
In a calorie consumption calculation device having
An atmospheric pressure sensor for detecting a change in atmospheric pressure according to the up and down movement;
A first low-pass filter and the cutoff frequency is 10 Hz to reduce noise contained in the detection signal output from the pressure sensor,
A differentiating circuit for differentiating the signal output from the first low-pass filter to generate a time differential signal of atmospheric pressure, and extracting a signal waveform corresponding to the ascending / descending operation of the measured person;
A second low-pass filter with 0.3 Hz cut-off frequency to remove the differential noise contained in the time derivative signal,
Determining means for determining an up / down motion based on an atmospheric pressure signal output from the second low-pass filter, and further determining an exercise state of the person to be measured based on a signal from the step sensor and the atmospheric pressure signal;
A calorie consumption calculation device characterized by comprising:
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