步行负担度计算装置、最大摄氧量计算装置、控制方法与流程

本公开涉及计测步行时的心跳数(心率)和步行速度、并基于这些算出步行者的步行负担度的步行负担度计算装置、最大摄氧量计算装置、控制方法。

背景技术：

近年来，通过步行、慢跑等能够简单地进行的运动来进行自我健康管理的人逐渐增加。对于这些人，出于监测运动时的运动负荷的目的，胸带式的心率计或腕带式的脉搏计(以下将两者统称为“搏数计”)已广泛普及。由此，该搏数计(拍数计)的使用者能够通过检查实时检测出的搏数(拍数)，将自身的运动调整为适当的运动强度(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平7-213499号公报

专利文献2：日本特许第3608204号公报

非专利文献1：Astrand PO,Ryhming I.,“A nomogram for calculation of aerobic capacity from pulse rate during submaximal work”,J Appl Physiol 1954,7,pp.218-221

非专利文献2：Cahalin LP,et al.,“The six-minute walk test predicts peak oxygen uptake and survival in patients with advanced heart failure”,Chest.,1996,110,pp.325-332

非专利文献3：文部科学省，新体能测试-为了有意义的活用，行政，2000(文部科学省、新体力テスト－有意義な活用のために、ぎょうせい、2000)

技术实现要素：

但是，所述搏数计难以高精度地推定步行者在步行时的步行负担度。在此，本说明书中“步行负担度”是表示步行者在步行时的生理上的身体负荷的指标和表示物理上的身体负荷的指标。生理上的身体负荷包含心跳或脉搏等。另一方面，表示物理上的身体负荷的指标，包含表示运动强度的指标，例如步行速度。因此，所述搏数计仅推定步行者在步行时的生理上的身体负荷，无法推定物理上的身体负荷。

本公开的非限定性的例示的一技术方案，是能够高精度地推定步行者在步行时的步行负担度的步行负担度计算装置。

本公开的一技术方案涉及的步行负担度计算装置，具备：搏数取得部，其取得用户的心跳数或脉搏数即搏数；步行速度取得部，其取得所述用户在步行时的步行速度；体重取得部，其取得所述用户的体重；和步行负担度取得部，其利用以下的(式1)算出步行负担度，所述步行负担度表示所述用户在所述步行时的心肺运动的指标。

τ：步行负担度

HRw(t)：由所述搏数取得部取得的所述用户在步行时的第t期间中的搏数(t为1以上的整数)，所述步行的期间被分割为n个期间，所述n个区间包含所述第t期间，所述n个期间的每一个为预定时间期间

HRr：由所述搏数取得部取得的所述用户在安静时的每所述预定时间的搏数

m：由所述体重取得部取得的所述用户的体重

v(t)：由所述步行速度取得部取得的所述用户在所述第t期间中的步行速度

n：1以上的整数

再者，这些概括或具体的技术方案，既可以通过方法、系统、集成电路、计算机程序或计算机可读取的非暂时性记录介质来实现，也可以通过装置、系统、集成电路、计算机程序和非暂时性记录介质的任意组合来实现。计算机可读取的记录介质，包含例如CD-ROM(光盘-只读存储器；Compact Disc-Read Only Memory)等非易失性的存储介质。

根据本公开，能够高精度地推定步行者在步行时的生理上的身体负荷的指标和物理上的身体负荷的指标即步行负担度。本公开的一技术方案的附加益处和优点，根据本说明书和附图而得以明确。该益处和/或优点可以由本说明书和附图中公开的各种技术方案及特征个别地提供，并不需要为了得到1个以上益处和/或优点而提供所有技术方案及特征。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式1中的步行负担度计算装置的功能结构的框图。

图2是对用于算出步行负担度的式1的各项的计算方法进行说明的图。

图3是表示每个持久力水平组的步行负担度的推移的图。

图4是表示步行负担度计算装置的预处理工作的流程图。

图5是表示步行负担度计算装置的计测处理工作的流程图。

图6是表示腕带型的步行负担度计算装置的提示部的画面中所显示的显示例的图。

图7是表示步行负担度与最大摄氧量的关系的图。

图8是表示本公开的实施方式2中的最大摄氧量计算装置的功能结构的框图。

图9是表示本公开的实施方式3中的步行负担度计算装置的功能结构的框图。

图10是表示步行负担度计算装置的处理工作的流程图。

标号说明

10、30 步行负担度计算装置

20 最大摄氧量计算装置

101 计步器

102 用户信息设定部

102a 体重取得部

102b 身高取得部

103 步行速度计算部

104 搏数取得部

105 步行负担度计算部

106 提示部

107 最大摄氧量推定部

303 步行速度取得部

具体实施方式

本公开的一技术方案涉及的步行负担度计算装置，具备：搏数取得部，其取得用户的心跳数或脉搏数即搏数；步行速度取得部，其取得所述用户在步行时的步行速度；体重取得部，其取得所述用户的体重；和步行负担度计算部，其利用以下的(式1)算出步行负担度，所述步行负担度表示所述用户在所述步行时的心肺运动的指标。

τ：步行负担度

HRw(t)：由所述搏数取得部取得的所述用户在步行时的第t期间中的搏数(t为1以上的整数)，所述步行的期间被分割为n个期间，所述n个期间包含所述第t期间，所述n个期间的每一个为预定时间期间，

HRr：由所述搏数取得部取得的所述用户在安静时的每所述预定时间的搏数

m：由所述体重取得部取得的所述用户的体重

v(t)：由所述步行速度取得部取得的所述用户在所述第t期间中的步行速度

n：1以上的整数

由此，能够客观且容易地掌握步行运动中的身体状态的变化。因此，能够容易地算出步行者在步行时的生理上的身体负荷的指标和物理上的身体负荷的指标即步行负担度。

另外，例如可以设置为，所述步行负担度计算装置还具备提示部，所述提示部将由所述步行负担度计算部算出的所述步行负担度向用户提示。

因此，能够将算出的步行负担度通知用户。

另外，例如可以设置为，所述步行负担度计算装置还具备：身高取得部，其取得所述用户的身高；计步器，其计测所述用户在步行时的步数；和步行速度计算部，其算出所述用户的步行速度，所述步行速度计算部算出由所述计步器计测的所述第t期间的所述步数，利用由所述身高取得部取得的所述身高、和所述第t期间的所述步数，算出所述用户在步行时的步幅，根据所述第t期间的所述步数与所述步幅的乘积，算出所述第t期间的所述步行速度，所述步行速度取得部取得由所述步行速度计算部算出的所述步行速度。

因此，只要取得用户的身高，就能够通过仅设置计测用户的步数的计步器这样简单的传感器的结构，算出用户的步行速度。由此，能够通过简单的结构构成步行负担度计算装置。

另外，本公开的一技术方案涉及的最大摄氧量计算装置，具备：上述的步行负担度计算装置；和最大摄氧量计算部，其利用预先算出的步行负担度与最大摄氧量的关系、以及由所述步行负担度计算装置算出的所述步行负担度，算出所述用户的最大摄氧量。

由此，能够容易地算出步行者在步行时的生理上的身体负荷的指标和物理上的身体负荷的指标即步行负担度，因此能够容易地算出步行者的最大摄氧量。

另外，可以设置成，所述最大摄氧量计算装置还具备提示部，所述提示部将由所述最大摄氧量计算部算出的所述最大摄氧量向用户提示。

因此，能够将算出的最大摄氧量通知用户。

本公开的另一技术方案涉及的步行负担度计算装置，具备：搏数传感器，其取得预定时间中的步行时的用户的搏数；和计算电路，其算出步行负担度，所述步行负担度表示所述步行时的所述用户的心肺运动的指标，所述计算电路，(a)取得所述用户的体重、所述预定时间中的所述用户的步行速度、安静时的所述用户的搏数和所述预定时间中的步行时的用户的搏数，(b)基于所述用户的体重和所述预定时间中的所述用户的步行速度，算出所述预定时间中的运动能量，(c)基于所述安静时的所述用户的搏数和所述预定时间中的步行中的用户的搏数，算出所述预定期间中的所述步行时的搏数相对于所述安静时的搏数的增加量的总和，(d)作为所述步行负担度，算出所述预定时间中的所述搏数的增加量的总和相对于所述运动能量的比例。

可以设置为，所述步行负担度计算装置还具备提示部，所述提示部将所述预定时间中的所述搏数的增加量的总和相对于所述运动能量的比例进行提示。

再者，这些概括或具体的技术方案，既可以通过方法、系统、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等非暂时性记录介质来实现，也可以通过装置、系统、集成电路、计算机程序和非暂时性记录介质的任意组合来实现。

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。

(实施方式1)

<结构>

图1是表示本公开的实施方式1中的步行负担度计算装置10的功能结构的框图。

步行负担度计算装置10具备计步器101、用户信息设定部102、步行速度计算部103、搏数取得部104、步行负担度计算部105和提示部106。步行负担度计算装置10通过胸带式或腕带式等用户穿戴型装置实现。

<计步器101>

计步器101具有步数计的基本功能，是步行运动中的步数的计测部。计步器101既可以通过摆动式的步数传感器实现，也可以通过加速传感器式的步数传感器实现。通过由步数传感器检测步数而输出的信号，被放大电路放大，并由A/D转换电路转换为数字信号。使用这样的现有技术，能够在标准误差内(日本工业标准JIS±3％)构成精度高的计步器101。

另外，计步器101将通过步数传感器检测到步数的时刻判定为步行开始。另外，计步器101将通过步数传感器未检测到步数后经过了预定时间(例如10秒)的时刻判定为步行结束。

<用户信息设定部102>

用户信息设定部102具有取得使用该装置的用户的体重的体重取得部102a和取得该用户的身高的身高取得部102b。用户信息设定部102通过CPU、存储有程序的存储器、输入装置(按钮、键盘、触摸屏等)等而实现。再者，用户信息设定部102可以通过通信模块等通信单元而实现，该单元利用手机网络、Wi-Fi、Bluetooth(注册商标)等，通过通信从外部的终端、服务器进行获取。所取得的体重和身高，存储于未图示的存储单元。存储单元例如通过CPU的寄存器、缓存、RAM、ROM等存储装置而实现。再者，用户信息设定部102可以取得用户的ID信息。例如，用户信息设定部102可以基于用户的ID信息，参照外部的数据库，取得用户的身高或体重。数据库存储有用户的ID信息和与ID信息相关联的用户的身高或体重。

<步行速度计算部103>

步行速度计算部103根据由表示计步器101计测出的步数的步数值，算出每单位时间(例如每分钟)的步频(步/分钟)。也就是说，步行速度计算部103具有计时单元，例如基于每分钟从计步器101取得的步数值算出步频。在此，取得的步数值既可以是从开始计测步数后的累积值，也可以是从上一次取得后的累计值。在采用累积值的情况下，步行速度计算部103通过从上一次取得的累积值减去本次取得的累积值而算出步频。另外，在采用从上一次取得后的累计值的情况下，步行速度计算部103算出该累计值作为步频。再者，步行速度计算部103在不取得每分钟的步数值，而是取得每预定时间(分钟)的步数值的情况下，通过将取得的步数值除以预定时间而算出步频。

接着，步行速度计算部103根据由用户信息设定部102取得的用户的身高算出步幅(m)。步幅与身高相关，因此在正常步行的情况下，通常可以通过步幅＝身高×0.45求出。另外，已知步幅随着提高步频而变大，随着降低步频而减小。因此，例如在步频为110(步/分钟)以下的缓慢步行的情况下设为步幅＝身高×0.40，在步频为110～130(步/分钟)的以正常速度步行的情况下设为步幅＝身高×0.45，在步频为130(步/分钟)以上的快速步行的情况下设为步幅＝身高×0.50。像这样，随着步频增大，增大用于计算步幅而乘以身高的系数，能够更加准确地求出步幅。

另一方面，步行速度计算部103可以由用户自身设定用户的标准步幅。此时，用户可以通过对正常步行了预定距离(例如10m)时的步数进行计数，计算1步的步幅，并将其设定成步频为110～130(步/分钟)那样的以正常速度步行的情况下的步幅。进而，也可以在步频为110(步/分钟)以下那样缓慢步行的情况下，将正常步幅的8/9倍设为该情况下的步幅，并且在步频为130(步/分钟)以上那样快速步行的情况下，将正常步幅的10/9倍设为该情况下的步幅，求出与步频相应的步幅。

最后，步行速度计算部103通过将上述步幅与步频相乘，算出步行了单位时间时的步行速度。

步行速度计算部103通过CPU、存储有程序的存储器等而实现。例如，步行速度计算部103执行存储于存储器中的程序，算出用户的步行速度。步行速度计算部103可以将计测出的步行速度存储于存储器。

再者，步行速度计算部103不限于如上述那样根据步频算出步行速度，也可以取得由GPS(全球定位系统；Global Positioning System)等已知的位置测定系统测定出的位置信息，并基于该位置信息算出步行速度。例如，可以通过所述用户穿戴型装置内置的GPS接收器，测定步行中的每预定时间的用户的位置信息，将步行中的这些位置信息用直线连结，由此算出用户的步行距离，将所述步行距离除以步行花费的时间而得到的值作为步行速度。该情况下，步行速度计算部103通过GPS接收器、CPU、存储有程序的存储器等而实现。此时，步行速度计算部103能够基于由位置计测系统测定出的信息算出步行速度，因此不需要步数信息。

再者，步行速度计算部103也可以基于通过所述用户穿戴型装置中用户预先设定的步行距离算出步行速度。步行速度计算部103例如可以通过使用户预先设定步行距离，并且明确地输入步行开始和步行结束的定时，从而将设定的步行距离除以从步行开始到步行结束的时间，由此算出步行速度。

<搏数取得部104>

搏数取得部104通过计测用户的搏数而取得用户的搏数。可采用能够取得用户的搏数的公知的搏数传感器。搏数取得部104的例子有配置于用户的胸部的计测传感器或配置于手腕的传感器。配置于胸部的计测传感器(也记为胸带式计测传感器型)，利用箍带固定在用户的胸部，计测用户的心跳数。配置于手腕的计测传感器(也记为腕带式传感器)，利用箍带固定于用户的手腕，计测手腕的脉搏数。再者，搏数取得部104取得搏数的数据，可以不计测用户的安静时的搏数。此时，由后述的步行负担度计算部105取得保存于存储器中的用户的安静时的搏数。步行负担度计算部105参照用户信息取得存储于存储器中的安静时的搏数。

搏数取得部104的一例为计测心跳数的心跳传感器。心跳传感器具有壳体、位于该壳体内部的计测电路、以及多个电极。计测电路与多个电极电连接。多个电极贴附在用户的胸部或其附近。计测电路计测多个电极间的心电位信号。再者，壳体可以贴附在用户的胸部或其附近。另外，搏数取得部104可以具有将采集到的心电位信号放大的放大电路、从心电位信号中除去噪声的低通滤波电路、将心电位信号转换为数字信号的A/D转换电路等各种电路。并且，搏数取得部104具有计测电路，该计测电路从通过转换而得到的数字信号中检测心电位脉冲，对每单位时间(例如1分钟)的心电位脉冲进行计数，由此计测心跳数。或者，搏数取得部104也可以测定心电位脉冲间的时间间隔(R-R间隔)，并除以测定了单位时间(例如1分钟)时的时间间隔(R-R间隔)，由此计测每单位时间的心跳数。搏数取得部104例如通过CPU、存储有程序的存储器等而实现。搏数取得部104执行存储于存储器中的程序，取得搏数。搏数取得部104可以将计测出的搏数存储于存储器。

搏数取得部104的一例为计测脉搏数的脉搏传感器。搏数取得部104采用包括光电式的脉搏传感器在内的公知的脉搏传感器。脉搏传感器配置在包括手腕和脖子在内的能够检测脉搏的身体部位，计测用户的脉搏。光电式的脉搏传感器，具有发光元件(例如红外发光LED)和对从发光元件发射的红外线的反射光进行检测的受光元件(例如光电晶体管)，测定血流的变化即脉搏波。搏数取得部104还可以具有将通过测定脉搏波而得到的脉搏波信号放大的放大电路、将脉搏波信号的噪声除去的低通滤波电路、将脉搏波信号转换为数字信号的A/D转换电路等各种电路。搏数取得部104根据通过转换而得到的数字信号，对每单位时间(例如1分钟)的脉搏数进行计数。

再者，搏数计测的开始和结束，可以通过用户的操作来实现。或者，如果是在步行时，则可以在计步器101检测到步行的时刻开始搏数计测，在步行的检测结束的时刻结束搏数计测。

<步行负担度计算部105>

步行负担度计算部105利用用户的体重值、用户在步行时的步行速度、安静时的用户的搏数和步行时的用户的搏数，算出步行负担度。例如，步行负担度计算部105参照存储器，取得用户的体重值、步行时的用户的步行速度、安静时的用户的搏数和步行时的用户的搏数。此时，所参照的存储器不限于1个存储器，也包括多个存储器。再者，安静时的用户的搏数不限于由搏数取得部104取得的值。

步行负担度由下述计算式算出。

图2是对用于算出步行负担度的式1的各项的计算方法进行说明的图。

在此，HRw(t)表示搏数取得部104取得的步行时的第t期间的搏数(t为1以上的整数)。再者，第t期间为预定时间的期间。如图2所示，具体而言，第1期间为t＝1时的期间，将预定时间设为例如1分钟的情况下，是从步行开始到经过最初的1分钟的期间。再者，预定时间也可以不是1分钟，可以是30秒钟、2分钟等其它长度的时间。另外，第2期间是t＝2时的期间，是从步行开始1分钟后到2分钟后的期间。换言之，第t期间是从步行开始经过的将预定时间作为一个期间的多个期间之中的第t次经过的期间。另外，多个期间的每一个全部相等，为预定时间的期间。

也就是说，HRw(1)是第1期间中计测出的搏数。具体而言，HRw(1)是在第1期间的1分钟持续计数得到的搏数。也就是说，HRw(2)是在第2期间中计测出的搏数。具体而言，HRw(2)是在第2期间的1分钟持续计数得到的搏数。再者，也可以使用在低于预定时间的时间内的计测结果，推测在经过预定时间时的计测结果，将通过该推测而得到的结果用作预定的期间中的步行时的搏数。在此，本说明书中“步行时”是计步器101通过步数传感器持续检测信号的期间。再者，步数传感器的信号的检测间隔为预定时间(例如1秒钟)以内的情况下，用户处于步行中。

HRr表示安静时的每预定时间的搏数。具体而言，是安静时计测出的预定时间的平均搏数。在此的预定时间是与第t期间相等的1分钟。在此，本说明书中“安静时”意味着在一定时间期间，用户没有生理上和身体上的变化的状态的期间。安静时的搏数可由用户预先使用所述用户穿戴型装置计测。具体而言，用户可以在保持坐姿一定时间期间(例如1分钟)后，使用所述用户穿戴型装置计测单位时间的搏数。

m是由体重取得部102a取得的用户的体重。

v(t)表示由步行速度计算部103算出的步行时的第t期间中的步行速度。再者，第t期间与上述是同样的。

n是1以上的整数。再者，图2中示出了n>4的情况，但图2只是一例，只要n是1以上的整数则可以是任意数。

如图2的(b)所示，算出通过将多个期间中分别计测出的多个步行时的搏数的每一个减去安静时的搏数(图2的(a))而得到的各期间中的搏数增加量。并且，算出从第1期间到第n期间的各期间中的搏数增加量的总和，由此算出式1的分子。

另外，如图2的(c)所示，通过使用多个期间中分别计测出的多个步行速度的每一个和用户的体重进行计算，算出各期间中的运动能量消耗量。并且，算出从第1期间到第n期间的各期间中的运动能量消耗量的总和，由此算出式1的分母。

最后，计算由图2的(b)求出的式1的分子除以由图2的(c)求出的式1的分母而得到的值，作为第t期间中的步行负担度。也就是说，步行负担度表示相对于到第t期间步行所消耗的运动能量的、为了该步行运动而供给的搏数量。换言之，步行负担度也表示为(预定期间的运动能量)与(预定期间的搏数的增加总量)的比例。也就是说，步行负担度不仅可以表示为(预定期间的搏数的增加总量)/(预定期间的运动能量)，也可以表示为(预定期间的运动能量)/(预定期间的搏数的增加总量)。

再者，在期间仅为1个期间的情况下，由图2的(b)或(c)算出的总和仅为在该1个期间中算出的结果。也就是说，步行负担度可以是1个期间中算出的拍数增加量除以运动能量消耗量而得到的值。

<步行负担度>

在此，关于上述步行负担度，对本申请发明人实施的实验结果进行说明。本申请发明人，通过以下说明的实验，确认了步行负担度体现为表示用户的步行机能和/或其状态变化的步行负担度。以下对该实验的详细情况进行描述。

被实验对象为男性13名、女性11名共计24名，平均年龄为68.0±5.0岁。被实验对象实施了以下所述的两项测试。

第一项测试是步行6分钟的测试。以下，对于步行6分钟的测试进行说明。

步行6分钟的测试中，首先，在实施测试前通过在处于充分保持安静的仰卧状态的被实验对象的胸部穿戴的心跳传感器，计测了被实验对象在安静时的心跳。接着，在穿戴心跳传感器的状态下，使被实验对象在30m的直线路程上往返步行6分钟，每分钟的步行距离由记录员记录，并且计测了步行中的被实验对象的心跳。此时，指示被实验对象在注意安全的范围内，尽可能快地步行。

第二项测试是心肺运动负荷测试(cardiopulmonary exercise test；CPX)。以下，对心肺运动负荷测试进行说明。

心肺运动负荷测试是用于计测作为持久力最有代表性的指标的最大摄氧量的测试。在心肺运动负荷测试中，利用自行车测功计(AEROBIKE75XLII，コンビ公司)和呼吸气体分析装置(AE-300S，ミナト医科学株式会社)，采用Ramp负荷法计测了被实验对象的最大摄氧量。

接下来，对通过这两项测试得到的结果的分析方法进行说明。基于在心肺运动负荷测试中计测出的最大摄氧量，将被实验对象按照最大摄氧量多的顺序分类为3个组每组8人(持久力高水平组、持久力中水平组、持久力低水平组)。并且，对3个组分别算出了6分钟步行测试时的步行负担度的平均值。

图3是表示上述的每个持久力水平的步行负担度的每分钟的推移的图。

图3中，横轴为时间，其单位为分钟。另外，纵轴为通过数学式1求出的步行负担度，其单位是beats/J。如图3所示，最下方的实线表示持久力高水平组的推移，中间的虚线表示持久力中水平组的推移，最上方的点划线表示持久力低水平组的推移。

由图3的图表可知，持久力越低的组越以步行负担度高的值推移。另外，可知持久力越低的组步行负担度的上升率也越高。

在此，论述本申请发明人对于上述特性的考察。

认为持久力越低的组，步行运动的负担越大，该组的被实验对象的步行负担度高。可以认为本实验结果中以步行负担度高的值推移体现出了该影响。另外，认为持久力越低的组，步行负担度的上升也越大。可以认为本实验结果中步行负担度的上升率也高体现出了该影响。

因此，该步行负担度计算部105，通过算出成为步行负担度的指标的步行负担度，能够客观且容易地掌握步行运动中的身体状态的变化。

<提示部106>

提示部106将由所述步行负担度计算部105算出的步行负担度的值、或表示该时间序列的变化的信息，显示于步行负担度计算装置10内的画面中。该情况下，提示部106通过能够将该信息显示于画面中的液晶显示屏等显示装置等而实现。

再者，提示部106可以不具有画面。该情况下，提示部106可以经由步行负担度计算装置10的外部的显示装置显示步行负担度。另外，提示部106不限于将该信息显示于画面中的显示部，也可以通过将该信息以声音输出的扬声器等而实现。

<工作>

接下来，对以上那样构成的步行负担度计算装置10的各种工作进行说明。

图4和图5是表示实施方式1中的步行负担度计算装置10的处理工作(控制方法)的流程图。

图4是表示步行负担度计算装置的预处理工作的流程图。

(S301)

用户信息设定部102接收用户的身高和体重的信息，作为用户信息存储于存储器(也记为用户信息接收处理)。

(S302)

接着，搏数取得部104计测用户在安静时的搏数，存储于存储器(也记为安静时搏数取得处理)。再者，该安静时搏数取得处理是在确认了用户的状态为上述的安静时的基础上执行的。

再者，步骤S301和步骤S302的顺序可以颠倒。

图5是表示步行负担度计算处理的工作的流程图。

步行负担度计算处理，在检测到用户进行了表示步行开始的操作的时刻、或计步器101检测到步行开始的时刻开始。

(S401)

首先，计步器101计测用户在步行运动时的步数(也记为步数计测处理)。

(S402)

接着，步行速度计算部103根据计步器101计测出的步数算出每单位时间的步数作为步频。步行速度计算部103利用由用户信息设定部102接收的用户身高、所述步频，算出步行中的步幅。步行速度计算部103将所述步幅与所述步频相乘，算出每单位时间的步行速度(也记为步行速度计算处理)。

(S403)

搏数取得部104与步骤S401和步骤S402并行，计测用户在步行时的每单位时间的搏数(也记为步行时搏数取得处理)。

(S404)

步行负担度计算部105利用由步行速度计算部103算出的步行速度、和由用户信息设定部102接收的用户体重，算出步行时的第1期间到第n期间的各期间中的运动能量消耗量的总和。接着，步行负担度计算部105将搏数取得部104取得的从第1期间到第n期间的各期间中的步行时的搏数减去安静时的搏数，算出从第1期间到第n期间的各期间中的搏数增加量的总和。步行负担度计算部105算出所述搏数增加量的总和除以所述运动能量消耗量的总和而得到的值作为步行负担度。

(S405)

通过提示部106，向用户提示由步行负担度计算部105算出的步行负担度。提示部106的例子有显示器或扬声器。在画面中显示(S405)。如图6所示，提示部106为显示器的情况下，可以在显示器的显示面(screen)中，显示出表示算出的步行负担度(beats/J)的每分钟的变化的图表。提示部106为扬声器的情况下，通过声音提示步行负担度。例如，每分钟的步行负担度与测定时刻一同提示((1分钟，0.48)、(2分钟，0.598)、(3分钟，0.698)、(4分钟，0.695)、(5分钟，0.695))。

图6是表示腕带式的步行负担度计算装置的提示部的画面中所显示的显示例的图。

并且，步行负担度计算装置10基于用户是否进行了表示步行结束的操作或计步器101是否检测到步行结束，来判定步行是否结束(S406)。步行负担度计算装置10在判定为步行结束的情况(S406中为是)下，结束步行负担度计算处理，在判定为步行未结束的情况(S406中为否)下，再次执行步行负担度计算处理。

<效果等>

如上所述，根据本实施方式，步行负担度计算装置10能够根据用户的体重、步行时的步行速度、安静时和步行时的用户的搏数，利用式1算出步行负担度。其结果，能够客观且容易地掌握步行运动中的身体状态的变化。因此，能够容易地算出步行者在步行时生理上的身体负荷的指标和物理上的身体负荷的指标即步行负担度。

(实施方式2)

接下来，对实施方式2进行具体说明。本实施方式中，对于利用步行负担度来推定作为持久力最有代表性的指标的最大摄氧量(VO2max)的最大摄氧量计算装置进行说明。

作为间接推定最大摄氧量的以往方法，已知使用Astrand和Ryhming的计算图表的推定方法(参照非专利文献1)。该方法使用电制动式自行车测功计，以固定负荷运动6分钟，使用他们作成的计算图表，根据运动负荷(工作率)与心跳数的关系来推定最大摄氧量。但是，该方法需要心跳数为120以上的运动负荷，对于老年人、病人可能会伴有风险。并且，具有不习惯自行车运动的人由于局部肌肉很快疲劳而导致持久力评价低这样的技术课题。

另一方面，已知使用腕带式便携终端的最大摄氧量的推定方法(参照专利文献2)。该方法利用腕带式便携终端，算出疾行时的运动负荷(体重×疾行速度)和心跳数，并利用上述的非专利文献1的Astrand和Ryhming的计算图表，推定最大摄氧量。但是，该方法以疾行时的恒定状态为前提，即使应用于步行这样的低负荷运动时也难以得到精度高的结果。因此，需要使老年人、病人疾行，具有难以应用于老人、病人这样的技术课题。

因此，在本实施方式中，对通过步行这样的低负荷运动来推定作为持久力最有代表性的指标的最大摄氧量的方法进行说明。

本申请发明人发现，在最大摄氧量与实施方式1中说明的步行负担度之间存在高的相关关系。

在此，对本申请发明人关于上述的最大摄氧量与步行负担度的关系而实施的实验结果进行说明。在实验中实施两项测试，其内容和被实验对象与实施方式1中说明的相同。

图7表示各被实验对象步行6分钟的步行负担度与最大摄氧量的关系。纵轴为通过数学式1求出的步行6分钟的步行负担度，其单位为beats/J。纵轴为最大摄氧量，其单位为ml/分钟。

由图7可知，随着步行负担度(6分钟的从安静时起的搏数增加量相对于6分钟的运动能量消耗量的比例)增加，最大摄氧量减少，两者具有高的相关关系(“步行负担度(6分钟的从安静时起的搏数增加量相对于6分钟的运动能量消耗量的比例)”与“最大摄氧量”的相关系数r＝-0.81)。

另一方面，作为老年人持久力的一般简单检查的指标，有上述的6分钟步行测试中的6分钟步行距离。也有6分钟步行距离与最大摄氧量具有相关性的报告(参照非专利文献2)，文部科学省，在新体力测试中采用所述6分钟步行距离作为评价老年人持久力的指标(参照非专利文献3)。

因此，本申请发明人实施的实验中，对6分钟步行距离与最大摄氧量的相关性进行调查的结果，可知相关系数r＝0.51。根据该实验结果，可以说在最大摄氧量的推定中，步行负担度与6分钟步行距离相比，是可靠性极高的指标。

以下，对本发明人关于上述特性的考察进行论述。

关于上述的6分钟步行距离，认为被实验对象受到以何种程度努力步行这样的心理侧面影响，因此相关系数降低。

另外，上述的Astrand和Ryhming的计算图表中，次极量作业时(例如疾行时)的运动负荷(工作率)和心跳数，与摄氧量为大致线性关系，并且基于同一年龄的最大心跳数一定这样的假设。但是，在步行时，运动负荷(工作率)与耗氧量不一定限于线性关系。另外，特别是老年人的情况下，与年轻人相比运动机能的个人差异大，有最大心跳数在同一年龄中难以一定这样的倾向。

因此，可以认为通过本公开的步行负担度，不利用运动负荷(工作率)，而是利用预定(一定)时间内的步行所需的物理运动能量消耗量、并且利用步行所需的心跳数增加量的预定时间的总量，由此来吸收上述的变动。

因此，通过利用上述的关系，能够通过步行这样的低负荷运动来推定最大摄氧量。

<结构>

<最大摄氧量推定部107>

图8是表示本实施方式中的最大摄氧量计算装置20的功能结构的框图。

最大摄氧量计算装置20具备计步器101、用户信息设定部102、步行速度计算部103、搏数取得部104、步行负担度计算部105、提示部106和最大摄氧量推定部107。在图8中，对于与图1相同的构成要素使用相同的标号，并省略说明。

最大摄氧量推定部107根据步行负担度计算部105算出的步行负担度，基于预先保持的推定式推定最大摄氧量。再者，最大摄氧量推定部不限于利用预先保持的推定式推定最大摄氧量，也可以利用预先算出的步行负担度与最大摄氧量的关系。也就是说，即使不利用推定式，也可以利用可知步行负担度与最大摄氧量的关系的图表等。最大摄氧量推定部107通过CPU、存储有程序的存储器等而实现。

上述推定式基于预先收集的步行负担度和最大摄氧量的数据而作成。其作成方法可以基于线性回归分析，可以基于logistic回归分析，可以基于支持向量机等的非线性回归分析，或者也可以基于其它分析。例如，在进行基于上述实验数据的线性回归分析的情况下，可以由以下的推定式推定最大摄氧量。线性回归分析是通过线性模型来说明多个变量之中的相关关系的分析方法。在此相对于直线模型y＝ax+b，使用作为实验数据的y(＝最大摄氧量)和x(＝步行负担度)的各组的值，求出斜率a和截距b。具体而言，可以采用将由直线模型得到的预测值与实验数据的各组的值的误差的平方最小化的最小二乘法求出斜率a和截距b。也就是说，推定式可以由以下的式2表示。

最大摄氧量〔ml/分钟〕＝-1586.8×步行负担度+2503.8(式2)

提示部106显示由最大摄氧量推定部107推定出的最大摄氧量来取代实施方式1中所示的步行负担度。

<效果等>

如上所述，根据本实施方式，最大摄氧量计算装置20可以在步行这样的低负荷运动中使用步行负担度，推定作为持久力最有代表性的指标的最大摄氧量。其结果，能够安全且容易地实施通常对于老年人、病人而言困难的最大摄氧量的计测。

(实施方式3)

接下来，对实施方式3进行具体说明。本实施方式中，对结构最简单的步行负担度计算装置30进行说明。

<结构>

图9是表示本实施方式中的步行负担度计算装置30的功能结构的框图。

步行负担度计算装置30具备体重取得部102a、搏数取得部104、步行速度取得部303和步行负担度计算部105。步行负担度计算部30还可以具备提示部106。在图9中，对于与图1相同的构成要素使用相同的标记，并省略说明。

步行速度取得部303可以与实施方式1同样地，利用计测出的步数和用户的身高算出步行速度。另外，步行速度取得部303可以取得由GPS(全球定位系统；Global Positioning System)等已知的位置测定系统测定出的位置信息，基于该位置信息算出步行速度。另外，由位置测定系统算出步行速度的情况下，步行速度取得部303可以从位置测定系统取得步行速度。另外，步行速度取得部303可以利用加速度传感器算出移动速度，由此取得步行速度。体重取得部102a、步行速度取得部303和步行负担度计算部105，也可表现为计算电路。

<工作>

接着，对以上那样构成的步行负担度计算装置30的各种工作进行说明。

图10是表示实施方式3中的步行负担度计算装置的处理工作(控制方法)的流程图。

首先，搏数取得部104或步行负担度计算部105取得用户在安静时的搏数(S901)。

接着，搏数取得部104取得用户在步行时的搏数(S902)。

然后，步行速度取得部303取得用户的步行速度(S903)。再者，在S902和S903中，取得预定期间的用户在步行时的搏数和步行速度。

接着，体重取得部102a取得用户的体重(S904)。

最后，步行负担度计算部105利用式1算出表示用户在步行时的心肺运动的指标的步行负担度(S905)。步行负担度计算装置30具有提示部106的情况下，提示部106将步行负担度进行提示。

<效果等>

如上所述，根据本实施方式，能够客观且容易地掌握步行运动中的身体状态的变化。因此，能够容易地算出步行者在步行时的生理上的身体负荷的指标和物理上的身体负荷的指标即步行负担度。

再者，在上述各实施方式中，各构成要素可以通过由专用的硬件构成、或执行适合于各构成要素的软件程序而实现。各构成要素可以通过CPU或处理器等程序执行部读取并执行硬盘或半导体存储器等记录介质所记录的软件程序而实现。在此，上述各实施方式的实现图像解码装置等的软件，是以下这样的控制用程序。

即，该控制用程序是计算机在步行负担度计算装置中执行的控制用程序，是下述这样的控制用程序：步行负担度计算装置所具备的搏数取得部取得用户在安静时的心跳数或脉搏数即安静时搏数，所述搏数取得部取得用户在步行时的搏数即步行时搏数，步行负担度计算装置所具备的步行速度取得部取得所述用户在所述步行时的步行速度，步行负担度计算装置所具备的体重取得部取得所述用户的体重，步行负担度计算装置所具备的步行负担度计算部利用上述的(式1)算出表示所述用户在所述步行时的心肺运动的指标的步行负担度。

以上，基于实施方式对一个或多个技术方案涉及的步行负担度计算装置、最大摄氧量计算装置、控制方法和控制用程序进行了说明，但本公开并不限定于该实施方式。只要不脱离本公开的主旨，将本领域技术人员想到的各种变形施加于本实施方式而得到的实施方式、将不同的实施方式中的构成要素组合而构建的实施方式，都可以包含在一个或多个技术方案的范围内。

本公开作为能够客观且容易地掌握步行运动中的身体状态的变化、并且能够安全且容易地在步行这样的低负荷运动中掌握最大摄氧量的步行负担度计算装置、最大摄氧量计算装置等是有用的。