JP2000102523A - バランス能力判定方法およびその装置 - Google Patents
バランス能力判定方法およびその装置Info
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- JP2000102523A JP2000102523A JP11201921A JP20192199A JP2000102523A JP 2000102523 A JP2000102523 A JP 2000102523A JP 11201921 A JP11201921 A JP 11201921A JP 20192199 A JP20192199 A JP 20192199A JP 2000102523 A JP2000102523 A JP 2000102523A
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Abstract
させるとともに、刺激データ記憶部32bに格納された
制御情報を適宜に用いることにより、人が予測しない揺
動を台座に与える。このときの人の動きをセンサ5を用
いて検出し、刺激を与えた後にセンサ5により検出され
た反応パターンに基づいてバランス能力を判定する。
Description
の客観的な評価を可能にするバランス能力判定方法およ
びその装置に関するものである。
する技術が各種提案されている。たとえば、特開昭64
−52441号公報には、人が乗る台板をモータにより
傾動させるとともに、重心の移動形態を検出し、その移
動形態に応じてバランス能力についての障害パタ−ンを
検出するとともに、台板を傾動させるプログラムを選択
する装置が記載されている。
記載のものは、主としてバランス能力の障害を検出する
とともに、その障害を取り除くように訓練するものであ
って、健常者の運動能力としてのバランス能力の評価を
行なうものとしては必ずしも適しているものではない。
つまり、上記構成に記載されたものは主として障害の有
無を判断するためにバランス能力を判定するものである
から、バランス能力の高さについて評価するのは難しい
ものである。
あり、その目的は、バランス能力の高さを評価すること
ができるようにしたバランス能力判定方法およびその装
置を提供することにある。
駆動される台座に乗っている人のバランスを崩す刺激を
人に予測されないタイミングで与えるとともに、この刺
激に対する人の反応を検出し、刺激を与えた後に検出さ
れた反応パターンに基づいてバランス能力を判定するこ
とを特徴とするのであって、人が予測しないタイミング
でバランスを崩す刺激を与えるから、バランスを崩した
程度やバランスを崩してからバランスを保つ状態に戻る
までの時間などを検出することにより、バランス能力の
高さを評価することができる。
て、前記刺激が、台座の揺動を変化させることにより与
えられることを特徴とするのであって、別途の装置を付
加することなく台座の揺動パターンを適宜に変更するだ
けで、バランス能力を評価するための刺激を与えること
ができる。
て。前記刺激が、人に動作を指示することにより与えら
れることを特徴とするのであって、人に動作を指示する
ことによって、バランス能力の判定に際してゲーム性を
与えることができ、楽しみながらバランス能力の判定を
行なうことができる。
3の発明において、前記反応パターンが、刺激を与えた
後にバランスを保つように動作するまでの時間、刺激を
与えた後にバランスを崩している時間、刺激を与えたと
きの移動量、刺激の程度と反応までの時間の少なくとも
1要素であることを特徴とするのであって、これらの情
報を用いればバランス能力を容易に評価することができ
る。
を揺動駆動する駆動手段と、台座に乗っている人のバラ
ンスを崩す刺激を人に予測されないタイミングで与える
刺激手段と、この刺激に対する人の反応を検出するセン
サと、刺激手段による刺激を与えた後にセンサにより検
出される反応パターンに基づいてバランス能力を判定す
る判定手段とを備えるものであり、人が予測しないタイ
ミングでバランスを崩す刺激を与えるから、バランスを
崩した程度やバランスを崩してからバランスを保つ状態
に戻るまでの時間などを検出することにより、バランス
能力の高さを評価することができる。
て、前記センサが、台座とは別に設けられ台座に乗って
いる人を撮像した画像の時間変化から人の所望部位の動
きを非接触で検出するものである。この構成によれば、
台座とは別にセンサが設けられ、かつセンサによって非
接触で人の所望部位の動きを検出するから、台座に搭乗
した人にセンサを意識させることなく人の動きを検出す
ることができる。
て、前記判定手段が、前記センサにより検出された所望
部位の動きの振幅が規定の閾値を超える期間を求め、こ
の期間が短いほどバランス能力が高いと判定するもので
ある。この構成によれば、人の動きの振幅によってバラ
ンス能力を定量的かつ客観的に評価することが可能にな
る。
て、前記判定手段が、前記センサにより検出された所望
部位の動きについて短時間内のパターンを抽出し、パタ
ーンの変化が少ないほどバランス能力が高いと判定する
ものである。この構成によれば、人の動きのパターンに
基づいてバランス能力を客観的に評価することができ
る。
て、前記判定手段が、前記センサにより検出された所望
部位の動きについて台座の動きとの時間差を求め、この
時間差が小さいほどバランス能力が高いと判定するもの
である。この構成によれば、台座の動きと人の動きとの
時間差に基づいてバランス能力を数値化して客観的に評
価することができる。
項9のいずれかに記載のバランス能力判定装置に用いる
判定手段のうちの複数を組み合わせてバランス能力を判
定するものである。この構成によれば、複数種類の判定
条件を用いることで、バランス能力についてより正確な
評価が可能になる。
いて、前記刺激手段が、台座の揺動を変化させる指示を
駆動手段に与えるものであり、別途の装置を付加するこ
となく台座の揺動パターンを適宜に変更するだけで、バ
ランス能力を評価するための刺激を与えることができ
る。
いて、前記刺激手段が別に設けたディスプレイ装置であ
って、ディスプレイ装置に表示される映像中に動作の指
示を表示するものであり、人に動作を指示することによ
って、バランス能力の判定に際してゲーム性を与えるこ
とができ、楽しみながらバランス能力の判定を行なうこ
とができる。
いて、前記台座が人が手で持つ握り部を備え、前記セン
サが、握り部を掴むときの力、握り部を押し引きする
力、人の重心位置の少なくとも1要素を検出するもので
あり、これらの情報を用いればバランス能力を容易に評
価することができる。
2に示すように、人が着席する座席状の台座1をパラレ
ルメカニズムよりなる駆動装置(駆動手段)2により移
動させる例を示すが、たとえば馬の鞍形の台座1を用
い、台座1に跨る形で乗るようにしてもよい。駆動装置
2の動作制御は後述する制御装置3により行なわれる。
台座1には人が操作するハンドル4が設けられ、ハンド
ル4の操作はセンサ5により検出される。このセンサ5
はハンドル4の移動量、ハンドル4に作用する荷重、ハ
ンドル4を握る力を検出することができる。ハンドル4
は台座1の後部に上下動可能となるように枢着され、前
端部に設けた握り部を両手で持つように構成されてい
る。また、台座1には着座した人の重心位置を検出する
センサ5が設けられる。
に固定される固定台21と、6本の脚23を介して固定
台21の上方に支持された可動台22とを備える。各脚
23は、固定台21および可動台22に対してそれぞれ
ユニバーサルジョイント24a,24bを介して結合さ
れている。また、各脚23は、固定台21にユニバーサ
ルジョイント24aを介して結合したサポート筒23a
と、サポート筒23aの中に進退自在に挿入されたボー
ルねじよりなるロッド23bと、ロッド23bに噛合す
るギアを備え正逆の回転に伴ってロッド23bを進退さ
せるアクチュエータ23cとからなる。ロッド23bの
先端部はユニバーサルジョイント24bを介して可動台
22に結合される。したがって、各脚23のアクチュエ
ータ23cをそれぞれ制御してロッド23bの進退量を
調節すれば固定台21に対する可動台22の位置を適宜
に調節することができる。
に固定台21に結合され、また、固定台21に対して近
接して結合されている脚23同士を離して可動台22に
結合してある。このような構成によって、互いに直交す
る3方向の平行移動と、各方向の軸を中心とする回転移
動との6自由度の制御が可能になる。つまり、可動台2
2は前後、左右、上下の直進往復移動と前後軸、左右
軸、上下軸の回りでの回転往復移動とを組み合わせた移
動が可能になり、結果的に可動台22に結合された台座
1は6自由度で移動する。駆動装置2の可動台22は、
現実的には上述のような直進移動と回転移動とに分解し
た動作よりも、むしろそれらの複合した動作を行なうこ
とになる。
中心とする座標系を導入する。すなわち、台座1の前後
方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸
方向とし、原点を駆動装置2の固定台21の中心とする
右手系の直交座標系を設定する。しかして、駆動装置2
の可動台22は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の3方
向の位置が可変であるとともに、X軸、Y軸、Z軸の各
軸回りの傾きが可変になる。X軸回りの回転をロール、
Y軸回りの回転をピッチ、Z軸回りの回転をヨーと呼
ぶ。
ィスプレイ装置6を配置するとともに、ディスプレイ装
置6の両側にスピーカ7を配置してあり、ディスプレイ
装置6に表示される映像を台座1の揺動に応じて変化さ
せたり、その映像に応じた音声をスピーカ7から出力さ
せたりすることができるが、本実施形態においてはディ
スプレイ装置6やスピーカ7は必ずしも必要ではない。
成されたものであり、上述のように駆動装置2を制御す
るほか、ディスプレイ装置6に表示される画像やスピー
カ7から出力する音声についても制御する。すなわち、
制御装置3は、図1に示す構成を有し、データ入力部3
1から入力された制御情報を基本データ記憶部32aお
よび刺激データ記憶部32bに格納しておき、これらの
データを用いて駆動装置2のアクチュエータ23cを駆
動する。データ入力部31は乗馬中の人の要部の動きを
分析するなどして制御情報を生成するものである。
記憶部32bはそれぞれ半導体メモリよりなり、基本デ
ータ記憶部32aおよび刺激データ記憶部32bに格納
された制御情報に基づいて演算部30において駆動装置
2を揺動させるデータが生成される。演算部30からは
駆動装置2の各脚23の長さに相当するデータが出力さ
れ、アクチュエータ制御部33aではこのデータに応じ
たアクチュエータ23cの動作量を決め、駆動部33b
を介してアクチュエータ23cを駆動する。駆動部33
bはアクチュエータ制御部33aで決められた動作量に
基づいてアクチュエータ23cへの通電を制御する。つ
まり、本実施形態においては、演算部30とデータ記憶
部31とアクチュエータ制御部33aと駆動部33bと
により制御手段が構成される。
データ記憶部32bに格納される制御情報は、図4に示
すように、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の位置Xi ,
Yi,Zi (iは正数)と、Z軸回り、Y軸回り、X軸
回りの傾き(ヨー、ピッチ、ロール)αi ,βi ,γi
(iは正数)との6つ組を一定時間間隔で設定したもの
である(図4 (a)は基本データ記憶部32aの制御情
報、図4 (b)は刺激データ記憶部32bの制御情
報)。制御情報は時系列データであり、一連の揺動パタ
ーンを形成するように設定されている。このような一連
の振動パターンは十分に短い一定時間間隔で区切られ、
各区切りごとに上記6つ組が設定されている。要する
に、単位パターンは6つ組の時系列データにより構成さ
れている。
制御情報に基づいて各時刻における駆動装置2の各脚2
3の長さを決定する。こうして決定された脚23の長さ
に応じてアクチュエータ制御部33aによりアクチュエ
ータ23cの動作量を決めて駆動部33bを介してアク
チュエータ23cを駆動するのである。
タイミングで台座1の揺動パターンを変化させる点に特
徴があり、常時は基本データ記憶部32aに格納された
制御情報を繰り返し用いて駆動装置2を制御しておき、
適宜のタイミングで刺激データ記憶部32bに格納され
た制御情報を重ね合わせて駆動装置2を制御する。つま
り、基本データ記憶部32aに格納された制御情報は周
期性を有しているが、刺激データ記憶部32bに格納さ
れた制御情報を用いることによって周期性を逸脱した揺
動を与えることができるのである。なお、刺激データ記
憶部32bに格納された制御情報の6つ組の個数は、基
本データ記憶部32aに格納された制御情報の6つ組の
個数よりも少ない。いま、図4 (a) (b)の制御情報
が格納されているものとして、時刻T11〜T1nの6
つ組を重ね合わせるとすれば、図4 (c)のようにデー
タが生成されることになる。ここに、時刻T11〜T1
nの各6つ組には、図4 (a) (b)における同時刻の
6つ組をそれぞれ加算した値を用いている。たとえば、
図4 (c)における時刻T11の値X21は、X21=
X01+X11であり、他の値も同様である。
しない揺動を付加すると、基本データ記憶部32aに格
納された制御情報だけでは慣れによってバランスを保つ
ことができるとしても、刺激データ記憶部32bに格納
された制御情報を与えたときにバランスを崩すから、ハ
ンドル4を動かしたり、強く握ったり、台座1の上で常
時とは異なる重心移動が生じたりする。これらの情報は
センサ5により検出できるから、センサ5の出力の変化
パターン、つまり刺激データ記憶部32bの制御情報を
用いて台座1を駆動したときの人の反応に関する反応パ
ターンをパターン検出部34で検出し、反応パターンを
評価部35において評価することによって、バランス能
力の程度を知ることができる。要するに、刺激データ記
憶部32bおよび演算部30により刺激手段が構成され
る。
変化の大きさや速度を検出するのであって、たとえば、
ハンドル4を引いている(あるいは押している)時間、
重心が所定量移動していた時間、刺激データ記憶部32
bの制御情報を用いてからハンドル4の位置やハンドル
4を握る力に特徴的な変化が生じるまでの時間、ハンド
ル4に加えた力などの時間変化を反応パターンとして求
める。これらの情報を用いて、判定手段としての評価部
35では統計的ないしファジー論理による処理を行なっ
てバランス能力の指標を数値化するのである。ここに、
バランス能力の指標を得るために、多人数について測定
を行ない、測定結果の平均値を求めるなどの統計的処理
を施す。
上の力を加える(押すか引く)回数をバランス能力の指
標として用いるものとする。図5に示すように、刺激デ
ータ記憶部32bに格納した制御情報を与え始めること
により駆動変化を開始した後(S1)、ハンドル4に所
定値以上の力が作用したか否かを判断する(S2)。こ
こで、バランス能力の指標として点数を用いとすれば、
点数の上限値から減点法でバランス能力を評価すること
ができる。たとえば、所定値以上の力が作用したときに
はバランスを崩したと考えられるから減点するのであり
(S3)、刺激データ記憶部32bに格納された制御情
報による駆動が終了した時点で(S4)、バランス能力
の評価を終了する(S5)。たとえば、図6 (a)に示
すように、ハンドル4に所定値以上の力が作用するか否
かを判断し、力が作用したときをオン、作用しないとき
をオフとする。図5の手順で評価すれば、図6 (b)の
ようにオンの回数が多いほど点数が下がるのであって、
バランス能力を指標化することができる。
用いることができ、この場合にはハンドル4に代えて手
綱を設ければよい。また、基本データ記憶部32aに格
納された制御情報としては、馬の歩様を模擬するよう
に、常歩、速歩、駆歩などに対応する一連のパターンを
用い、常時はこれを繰り返すようにすればよい。ここ
で、図7に示すように、常歩W1と速歩W2とではパタ
ーンが大きく変化するから、安全性を考慮して、パター
ンを変更するときには、つなぎパターンW3を間に挿入
する。このようにして、パターンの変化を滑らかに行な
うことができる。
像は、画像記憶部36に格納しておき演算部30で台座
1の駆動に連動するように制御すればよく、またスピー
カ7から出力される音声は、音声記憶部37に格納して
おき演算部30でディスプレイ装置6の画面表示に合う
ように制御すればよい。ディスプレイ装置6に表示する
画像は実写あるいはコンピュータグラフィックスを用い
る。実写映像は主観移動により撮影されたものを用い
る。画像記憶部36や音声記憶部37には大容量が必要
であるから、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディス
クなどを記録媒体とする記憶装置を用いるのが望まし
い。とくに、記録媒体を交換可能としておけば、ディス
プレイ装置6の表示内容やスピーカ7から出力される音
声の内容を容易に変えることができ、単調さを緩和する
ことができる。
レイ装置6は単調さを緩和するために用いているだけで
あるが、本実施形態ではディスプレイ装置6の表示内容
によって人に何らかの動作を促し、揺動中の台座1の上
での動作に対応させることでバランス能力の程度を測定
できるようにしている。つまり、ディスプレイ装置6を
刺激手段として用い、その表示内容に対して人がどのよ
うに動作するかのルールを決めておき、ルールに従った
動作を人が行なえるか否かによってバランス能力の程度
を測定しようとするものである。この方法によってゲー
ム性を与えることができ、バランス能力の測定を楽しみ
ながら行なうことが可能になる。
人に刺激を与えるために、図8に示すように、挿入画像
記憶部38およびスーパーインポーズ処理部39を設け
る。挿入画像記憶部38は画面内に適宜に表示する画像
を記憶しており、スーパーインポーズ処理部39を通し
て画像記憶部36からの画像に重ね合わせるものであ
る。たとえば、ゲーム性を与えるために、ハードル、毒
りんごと普通のりんごのようなものを表示し、ハードル
が表示されたときには飛び越える動作を行ない、毒りん
ごなら避ける動作を行ない、普通のりんごなら取る動作
を行なうというようにルールを決めておくのである。こ
こに、これらの動作は重心移動を伴うものが望ましい
が、バランス能力の低い人には揺動中の台座1の上で指
先で釦を操作するだけでも難しいから、必ずしも重心移
動を伴う動作でなくてもよい。つまり、ルールは各人の
バランス能力の程度を考慮して設定することが可能であ
る。なお、本実施形態では刺激データ記憶部32bは設
けなくてもよい。
ほか、人に動作を指示する表示としては、ディスプレイ
装置6の画面に道を表示しておき、道に分岐や傾斜を設
け、これらの道の変化に応じた操作をハンドル4で行な
うようにルールを決めておいてもよい。とくに、馬を模
擬する場合には、手綱の引き方にルールを設定してお
き、たとえば右側を引けば右に曲がり、左側を引けば左
に曲がり、引きの強さで傾斜に対応するというようなル
ールを決めておく。このように馬を模擬する場合のバラ
ンス能力の程度の測定手順を図9に示す。
的に評価するために、手綱を引いている時間、重心が所
定量移動していた時間、刺激を与えてから手綱を所定量
引くまでの反応時間、手綱を引いた力、刺激を与えたと
きの駆動装置2の移動速度(これは台座1の移動速度が
大きいほど操作が難しくなるからである)などの情報の
時間変化を反応パターンとして用いる。
に表示されるとすると(S1)、まず手綱を引いたか否
かが判断され(S2)、引いていれば引き方が正しいか
否かが判断される(S3)。正しくない場合には減点し
(S4)、指示が終了すれば(S5) 終了する。また、
ステップS2において手綱を引いておらず、しかも指示
が終了していないのであれば(S6)、減点する(S
7)。このようにして減点法で指標化すればバランス能
力を客観的に評価することができる。他の構成および動
作は実施形態1と同様である。
反応を検出するセンサ5を人が搭乗する台座1に設けて
センサ5により人の重心位置を検出するようにしていた
が、本実施形態では図10に示すように、ディスプレイ
装置6の両側に配置した2台の撮像装置8を用いるとと
もに、両撮像装置8により撮像した2つの画像の視差を
利用して3次元の情報を得る画像処理装置(図示せず)
を用いてセンサ5を構成してある。撮像装置8にはTV
カメラを用いている。画像処理装置では2つの画像内に
おける共通の対象に対する画素の位置を抽出し、両画素
の位置関係に基づいて3次元空間内における対象物の位
置を求める。また、画像処理装置では画像内で位置に変
化が生じない部位と位置変化が生じる部位とを分離する
ことにより背景から人に関する情報を分離する。このよ
うにして、人の動きを連続的に検出することが可能にな
る。しかもセンサ5は台座1とは別に設けられ人の動き
を非接触で検出することができるから、台座1や人にセ
ンサ5を取り付ける必要がなく、人に何らかのマーカを
付ける必要もないのであって、センサ5を人に意識させ
ることなく人の動きの検出が可能になる。ここに、人の
どの部位の動きを検出するかは画像処理装置において任
意に指示することができ、たとえば頭部や肩の動きのみ
を抽出することができる。
て用いる場合には、抽出した動きの大きさ、安定性、応
答性のうちの少なくとも1つの要素を用いてバランス能
力を判断することができる。
の人の頭部や肩の揺れの振幅を意味する。一般に、バラ
ンス能力が高いほど台座1の揺動に対する頭部や肩の揺
れの振幅は小さいから、振幅に対して閾値を設定してお
き、あらかじめ定めたプログラムに従って台座1を駆動
したときに、台座1の駆動期間中で閾値を超える期間を
計測すれば、この期間が短いほどバランス能力が高いと
判定することができる。振幅に対する閾値は実験的に決
定されるものであり、実際には振幅について複数人のデ
ータを収集し、データの収集対象となった人のバランス
能力を勘案して閾値を決定する。
座1を揺動させた場合について、それぞれ異なる人の頭
部の揺れの程度を上述のセンサ5を用いて測定した結果
を示す。図11は29歳で乗馬部に所属する男性、図1
2は58歳で乗馬経験のない男性、図13は63歳で乗
馬経験のない男性について測定した結果である。各図に
おけるのデータは左右の揺れ(上が右)、のデータ
は前後の揺れ(上が前)を示す。また、画像のピクセル
数は左右について160ピクセル、前後については12
0ピクセルとした。各図の横軸の数値は画像のフレーム
数を示し、1フレームは1/33秒とした。さらに、各
図では台座1を揺動させる振幅を3段階に変化させた例
を示してあり、各振幅を左右3区画で示している。つま
り、左の区画はもっとも振幅が大きく、この振幅を10
の振幅とすれば、中央の区画は8の振幅、右の区画は6
の振幅としてある。ここに、撮像装置8は台座1の振動
の影響を受けないように天井から吊下した。
例では台座1の振幅の大きさに応じて頭部の揺れの大き
さも変化し、振幅の変化は安定しておりリズムに乱れは
ないと言える。また、図12の例では台座1の振幅の大
きさの変化に対して頭部の揺れの大きさの変化は少ない
が、振幅の変化は安定しておりリズムに乱れは少ない。
図13の例では台座1の振幅の大きさに応じて頭部の揺
れの大きさも変化する傾向にはあるが、台座1の振幅と
は関係なく頭部の揺れが大きくなる場合もあり、振幅の
変化は不安定でリズムに乱れがある。さらに、図には表
していないが、台座1が揺動してから頭部が揺れるまで
の遅れ時間(つまり応答性)も各個人によって異なる。
応答性はバランス能力の判定に用いることができる。い
ま、人の頭部(肩部でもよい)の揺れの大きさを用いて
バランス能力を判断するとすれば、図14に示す手順に
なる。すなわち、まず複数人について台座1の揺動のパ
ターンと頭部の揺れのパターンとを格納した測定データ
ファイルF1に基づいて頭部の振幅に対する閾値を決定
する(S1)。測定データファイルF1に格納されてい
るデータについては、バランス能力の程度が既知である
から、測定データファイルF1に格納されたデータを参
考にしてバランス能力の判断基準となる適宜の閾値を設
定する。その後、台座1に人を搭乗させた状態で台座1
の揺動を開始させる(S2)。ここで、人の頭部の揺れ
の程度を上述したセンサ5により検出し、センサ5によ
り検出した頭部の揺れの振幅をステップS1で設定した
閾値とサンプリング毎に比較する(S3)。頭部の揺れ
の振幅が閾値以上であるときには、その回数を計数して
カウントファイルF2に格納する(S4)。このような
処理を、あらかじめ定めた駆動のプログラムが終了する
まで継続し(S5)、プログラムの終了後にカウントフ
ァイルF2に格納した計数値に基づいて台座1に搭乗し
た人のバランス能力を判定する(S6)。つまり、バラ
ンス能力が高いほど計数値は小さくなるから、計数値の
大小によってバランス能力を客観的に評価することがで
きる。
には、図15に示す手順になる。安定性を判断するには
個々人におけるリズム(つまり頭部の揺れのパターン)
の変化を知る必要があるから、揺れのパターンを数値化
するために、パターンを一定期間毎にフーリエ変換し
て、振幅、周波数、位相を求める。すなわち、図15の
ように、台座1に人を搭乗させた状態で台座1の揺動を
開始させ(S1)、この状態でパターンをサンプリング
毎に数値化し、数値化したパターンをパターンファイル
F3に格納する(S2)。次に、パターンファイルF3
に格納された数値に基づいて適宜の代表値を決定する
(S3)。代表値は台座1を駆動している期間に適宜周
期で設定され、パターンファイルF3に格納した値のう
ちの数種類の値についての移動平均などを用いることが
できる。求めた代表値は代表値ファイルF4に格納され
る。代表値を求めた後にはステップS2において得たパ
ターンを代表値と比較し(S4)、代表値と異なるとき
にはその回数を計数する(S5)。ここで、代表値には
適宜の幅を持たせておき、ステップS2で求めた値が幅
内であれば代表値に一致すると判断する。このような処
理を、あらかじめ定めた駆動のプログラムが終了するま
で継続し(S6)、プログラムの終了後に計数値に基づ
いて台座1に搭乗したバランス能力を判定する(S
7)。すなわち、バランス能力が高いほど揺れのパター
ンに変化が生じないから、ステップS5における計数値
は小さくなるのであり、計数値の大小によってバランス
能力を客観的に評価することができる。
には、図16に示す手順になる。すなわち、応答性につ
いては揺れの大きさと同様に、複数人について台座1の
揺動のパターンと頭部の揺れのパターンとを格納した測
定データファイルF1に基づいて台座1の駆動に対する
頭部の揺れの時間差に関しての閾値を決定する(S
1)。測定データファイルF1に格納されているデータ
はバランス能力の程度が既知であるから、測定データフ
ァイルF1に格納されたデータに基づいてバランス能力
の判断基準となる閾値を決定することができる。その
後、台座1に人を搭乗させた状態で台座1の駆動を開始
させる(S2)。ここで、台座1の駆動と人の頭部の揺
れとの時間差をサンプリング毎に求め、時間差ファイル
F5に格納する(S3)。求めた時間差をステップS1
で求めた閾値と比較し(S4)、求めた時間差がステッ
プS1で求めた閾値を超える場合には、その回数を計数
する(S5)。このような処理を、あらかじめ定めた駆
動のプログラムが終了するまで継続し(S6)、プログ
ラムの終了後に計数値に基づいて台座1に搭乗したバラ
ンス能力を判定する(S7)。すなわち、バランス能力
が高いほど台座1の駆動から頭部が揺れるまでの時間差
が小さいと考えられるから、ステップS5における計数
値は小さくなるのであり、計数値の大小によってバラン
ス能力を客観的に評価することができる。
個々にバランス能力の判定に用いてもよいが、これらを
適宜に組み合わせることによって総合的にバランス能力
を判定するようにしてもよい。ただし、複数種類の判定
値を組み合わせるときには、重み付き加算などによって
バランス能力を判断することが必要である。
に乗っている人のバランスを崩す刺激を人に予測されな
いタイミングで与えるとともに、この刺激に対する人の
反応を検出し、刺激を与えた後に検出された反応パター
ンに基づいてバランス能力を判定することを特徴とする
のであって、人が予測しないタイミングでバランスを崩
す刺激を与えるから、バランスを崩した程度やバランス
を崩してからバランスを保つ状態に戻るまでの時間など
を検出することにより、バランス能力の高さを評価する
ことができる。
て、刺激が、台座の揺動を変化させることにより与えら
れることを特徴とするのであって、別途の装置を付加す
ることなく台座の揺動パターンを適宜に変更するだけ
で、バランス能力を評価するための刺激を与えることが
できる。
て。刺激が、人に動作を指示することにより与えられる
ことを特徴とするのであって、人に動作を指示すること
によって、バランス能力の判定に際してゲーム性を与え
ることができ、楽しみながらバランス能力の判定を行な
うことができる。
3の発明において、反応パターンが、刺激を与えた後に
バランスを保つように動作するまでの時間、刺激を与え
た後にバランスを崩している時間、刺激を与えたときの
移動量、刺激の程度と反応までの時間の少なくとも1要
素であることを特徴とするのであって、これらの情報を
用いればバランス能力を容易に評価することができる。
を揺動駆動する駆動手段と、台座に乗っている人のバラ
ンスを崩す刺激を人に予測されないタイミングで与える
刺激手段と、この刺激に対する人の反応を検出するセン
サと、刺激手段による刺激を与えた後にセンサにより検
出される反応パターンに基づいてバランス能力を判定す
る判定手段とを備えるものであり、人が予測しないタイ
ミングでバランスを崩す刺激を与えるから、バランスを
崩した程度やバランスを崩してからバランスを保つ状態
に戻るまでの時間などを検出することにより、バランス
能力の高さを評価することができる。
て、センサが、台座とは別に設けられ台座に乗っている
人を撮像した画像の時間変化から人の所望部位の動きを
非接触で検出するものであり、台座とは別にセンサが設
けられ、かつセンサによって非接触で人の所望部位の動
きを検出するから、台座に搭乗した人にセンサを意識さ
せることなく人の動きを検出することができるという利
点がある。
て、判定手段が、センサにより検出された所望部位の動
きの振幅が規定の閾値を超える期間を求め、この期間が
短いほどバランス能力が高いと判定するものであり、人
の動きの振幅によってバランス能力を定量的かつ客観的
に評価することが可能になる。
て、判定手段が、センサにより検出された所望部位の動
きについて短時間内のパターンを抽出し、パターンの変
化が少ないほどバランス能力が高いと判定するものであ
り、人の動きのパターンに基づいてバランス能力を客観
的に評価することができる。
て、判定手段が、センサにより検出された所望部位の動
きについて台座の動きとの時間差を求め、この時間差が
小さいほどバランス能力が高いと判定するものであり、
台座の動きと人の動きとの時間差に基づいてバランス能
力を数値化して客観的に評価することができる。
項9のいずれかに記載のバランス能力判定装置に用いる
判定手段のうちの複数を組み合わせてバランス能力を判
定するものであり、複数種類の判定条件を用いること
で、バランス能力についてより正確な評価が可能にな
る。
いて、刺激手段が、台座の揺動を変化させる指示を駆動
手段に与えるものであり、別途の装置を付加することな
く台座の揺動パターンを適宜に変更するだけで、バラン
ス能力を評価するための刺激を与えることができる。
いて、刺激手段が別に設けたディスプレイ装置であっ
て、ディスプレイ装置に表示される映像中に動作の指示
を表示するものであり、人に動作を指示することによっ
て、バランス能力の判定に際してゲーム性を与えること
ができ、楽しみながらバランス能力の判定を行なうこと
ができる。
いて、台座が人が手で持つ握り部を備え、センサが、握
り部を掴むときの力、握り部を押し引きする力、人の重
心位置の少なくとも1要素を検出するものであり、これ
らの情報を用いればバランス能力を容易に評価すること
ができる。
面図、(b)は要部側面図である。
である。
である。
である。
Claims (13)
- 【請求項1】 揺動駆動される台座に乗っている人のバ
ランスを崩す刺激を人に予測されないタイミングで与え
るとともに、この刺激に対する人の反応を検出し、刺激
を与えた後に検出された反応パターンに基づいてバラン
ス能力を判定することを特徴とするバランス能力判定方
法。 - 【請求項2】 前記刺激は、台座の揺動を変化させるこ
とにより与えられることを特徴とする請求項1記載のバ
ランス能力判定方法。 - 【請求項3】 前記刺激は、人に動作を指示することに
より与えられることを特徴とする請求項1記載のバラン
ス能力判定方法。 - 【請求項4】 前記反応パターンは、刺激を与えた後に
バランスを保つように動作するまでの時間、刺激を与え
た後にバランスを崩している時間、刺激を与えたときの
移動量、刺激の程度と反応までの時間の少なくとも1要
素であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のい
ずれかに記載のバランス能力判定方法。 - 【請求項5】 人が乗る台座と、台座を揺動駆動する駆
動手段と、台座に乗っている人のバランスを崩す刺激を
人に予測されないタイミングで与える刺激手段と、この
刺激に対する人の反応を検出するセンサと、刺激手段に
よる刺激を与えた後にセンサにより検出される反応パタ
ーンに基づいてバランス能力を判定する判定手段とを備
えることを特徴とするバランス能力判定装置。 - 【請求項6】 前記センサは、台座とは別に設けられ台
座に乗っている人を撮像した画像の時間変化から人の所
望部位の動きを非接触で検出することを特徴とする請求
項5記載のバランス能力判定装置。 - 【請求項7】 前記判定手段は、前記センサにより検出
された所望部位の動きの振幅が規定の閾値を超える期間
を求め、この期間が短いほどバランス能力が高いと判定
することを特徴とする請求項6記載のバランス能力判定
装置。 - 【請求項8】 前記判定手段は、前記センサにより検出
された所望部位の動きについて短時間内のパターンを抽
出し、パターンの変化が少ないほどバランス能力が高い
と判定することを特徴とする請求項6記載のバランス能
力判定装置。 - 【請求項9】 前記判定手段は、前記センサにより検出
された所望部位の動きについて台座の動きとの時間差を
求め、この時間差が小さいほどバランス能力が高いと判
定することを特徴とする請求項6記載のバランス能力判
定装置。 - 【請求項10】 請求項7ないし請求項9のいずれかに
記載のバランス能力判定装置に用いる判定手段のうちの
複数を組み合わせてバランス能力を判定することを特徴
とするバランス能力判定装置。 - 【請求項11】 前記刺激手段は、台座の揺動を変化さ
せる指示を駆動手段に与えることを特徴とする請求項5
記載のバランス能力判定装置。 - 【請求項12】 前記刺激手段は別に設けたディスプレ
イ装置であって、ディスプレイ装置に表示される映像中
に動作の指示を表示することを特徴とする請求項5記載
のバランス能力判定装置。 - 【請求項13】 前記台座は人が手で持つ握り部を備
え、前記センサは、握り部を掴むときの力、握り部を押
し引きする力、人の重心位置の少なくとも1要素を検出
することを特徴とする請求項5記載のバランス能力判定
装置。
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