JP6123520B2 - 下肢形状変化測定装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Description
なお、撮像部112−1,112−2の設置位置は、一定の距離を隔てて互いに対向していればy軸上でなくても良く、被験者の歩行の妨げにならない位置であれば良い。撮像部112−1,112−2の位置関係を一定に保てるように、撮像部112−1,112−2は例えば板状などのフレーム(図示せず)に固定されていることが好ましく、この場合、重心動揺計111は撮像部112−1,112−2のフレーム上に設置されても良い。
(付記1)
歩行する被験者の下肢を撮影して画像データを出力する撮像部と、前記被験者の下肢姿勢を測定して姿勢データを出力する姿勢測定部を有し、前記画像データ及び前記被験者の下肢の姿勢データを含む計測データを出力する計測部と、
各時刻における前記計測データについて、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータと、前記下肢の姿勢データとを対で記憶部に格納する形状算出部と、
過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の下肢の姿勢データとの差が閾値以下の姿勢データと対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定する形状変位判定部
を備えたことを特徴とする下肢形状変化測定装置。
(付記2)
前記撮像部は、前記被験者の下肢を前記被験者の歩行時に対向する位置から撮影し、夫々から前記下肢の一方面についての画像データを出力する一対の撮像部を有することを特徴とする、付記1記載の下肢形状変化測定装置。
(付記3)
前記測定部は、前記被験者の足底の圧力を計測して圧力データを出力する圧力計を有し、
前記計測部は、前記圧力データから算出した前記被験者の足底の圧力分布の特徴点及び前記画像データを含む計測データを出力し、
前記形状算出部は、各時刻における前記計測データについて、前記被験者の足底の圧力分布の特徴点と、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータとを対で前記記憶部に格納し、
前記形状変位判定部は、過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の圧力分布の特徴点との差が閾値以下の特徴点と対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定することを特徴とする、付記1または2記載の下肢形状変化測定装置。
(付記4)
前記被験者の足底の圧力分布の特徴点は、前記圧力分布の重心であることを特徴とする、付記3記載の下肢形状変化測定装置。
(付記5)
前記形状算出部は、前記被験者の下肢が地面に対する垂線から傾斜している状態の画像データの三次元位置座標を、前記垂線と平行な状態まで回転させた三次元位置座標に変換してから前記被験者の下肢の三次元形状のデータを算出することを特徴とする、付記3または4記載の下肢形状変化測定装置。
(付記6)
前記計測データのうち、前記被験者の下肢が地面に対する垂線と平行な状態の画像データを選出して最適形状データとして前記記憶部に格納する最適形状データ選出部
をさらに備えたことを特徴とする、付記3乃至5のいずれか1項記載の下肢形状変化測定装置。
(付記7)
前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測部は、前記被験者の歩行時の2軸の加速度データの極大点と極小点の変位から歩行の周期を判定し、前記歩行の周期と前記角速度データに基づき前記下肢の姿勢を推定し、前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、付記1または2記載の下肢形状変化測定装置。
(付記8)
前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測部は、前記加速度データから前記被験者の股関節が描く身体重心の位置を計算により推定し、前記身体重心の位置に前記被験者の足長と加速度データから計算される足と重力方向とのなす角度とを用いて描く範囲を計算し、前記重力方向の加速度データが最小のときの前記範囲となる接線を通る軌跡を通過する点から足圧中心を推定し、前記足圧中心前記角速度データに基づき前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、付記1または2記載の下肢形状変化測定装置。
(付記9)
前記センサは、前記被験者の足首付近に装着される加速度センサと、前記被験者の腰部に装着される角速度センサを含むことを特徴とする、付記7または8記載の下肢形状判定装置。
(付記10)
前記形状変位判定部は、比較した三次元形状データの差が閾値を超えると表示部にメッセージを表示することを特徴とする、付記1乃至9のいずれか1項記載の下肢形状変化判定装置。
(付記11)
歩行する被験者の下肢を撮影して画像データを出力する撮像部と、前記被験者の下肢姿勢を測定して姿勢データを出力する姿勢測定部を有する計測部からの前記画像データ及び前記被験者の下肢の姿勢データを含む計測データを取得する計測手順と、
各時刻における前記計測データについて、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータと、前記下肢の姿勢データとを対で記憶部に格納する形状算出手順と、
過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の下肢の姿勢データとの差が閾値以下の姿勢データと対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定する形状変位判定手順
を含むことを特徴とする下肢形状変化測定方法。
(付記12)
前記計測手順は、前記撮像部に、前記被験者の下肢を前記被験者の歩行時に対向する位置から撮影し、夫々から前記下肢の一方面についての画像データを出力する一対の撮像部を用いることを特徴とする、付記11記載の下肢形状変化測定方法。
(付記13)
前記測定部は、前記被験者の足底の圧力を計測して圧力データを出力する圧力計を有し、
前記計測手順は、前記圧力データから算出した前記被験者の足底の圧力分布の特徴点及び前記画像データを含む計測データを出力し、
前記形状算出手順は、各時刻における前記計測データについて、前記被験者の足底の圧力分布の特徴点と、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータとを対で前記記憶部に格納し、
前記形状変位判定手順は、過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の圧力分布の特徴点との差が閾値以下の特徴点と対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定することを特徴とする、付記12または13記載の下肢形状変化測定方法。
(付記14)
前記被験者の足底の圧力分布の特徴点は、前記圧力分布の重心であることを特徴とする、付記13記載の下肢形状変化測定方法。
(付記15)
前記形状算出手順は、前記被験者の下肢が地面に対する垂線から傾斜している状態の画像データの三次元位置座標を、前記垂線と平行な状態まで回転させた三次元位置座標に変換してから前記被験者の下肢の三次元形状のデータを算出することを特徴とする、付記13または14記載の下肢形状変化測定方法。
(付記16)
前記計測データのうち、前記被験者の下肢が地面に対する垂線と平行な状態の画像データを選出して最適形状データとして前記記憶部に格納する最適形状データ選出手順
をさらに含むことを特徴とする、付記13乃至15のいずれか1項記載の下肢形状変化測定方法。
(付記17)
前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測手順は、前記被験者の歩行時の2軸の加速度データの極大点と極小点の変位から歩行の周期を判定し、前記歩行の周期と前記角速度データに基づき前記下肢の姿勢を推定し、前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、付記12または13記載の下肢形状変化測定方法。
(付記18)
前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測手順は、前記加速度データから前記被験者の股関節が描く身体重心の位置を計算により推定し、前記身体重心の位置に前記被験者の足長と加速度データから計算される足と重力方向とのなす角度とを用いて描く範囲を計算し、前記重力方向の加速度データが最小のときの前記範囲となる接線を通る軌跡を通過する点から足圧中心を推定し、前記足圧中心前記角速度データに基づき前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、付記12または13記載の下肢形状変化測定方法。
(付記19)
前記センサは、前記被験者の足首付近に装着される加速度センサと、前記被験者の腰部に装着される角速度センサを含むことを特徴とする、付記17または18記載の下肢形状判定方法。
(付記20)
前記形状変位判定手順は、比較した三次元形状データの差が閾値を超えると表示部にメッセージを表示することを特徴とする、付記12乃至19のいずれか1項記載の下肢形状変化判定方法。
(付記21)
コンピュータに被験者の下肢の形状変化を測定させる処理を実行させるプログラムであって、
歩行する被験者の下肢を撮影して画像データを出力する撮像部と、前記被験者の下肢姿勢を測定して姿勢データを出力する姿勢測定部を有する計測部からの前記画像データ及び前記被験者の下肢の姿勢データを含む計測データを取得する計測手順と、
各時刻における前記計測データについて、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータと、前記下肢の姿勢データとを対で記憶部に格納する形状算出手順と、
過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の下肢の姿勢データとの差が閾値以下の姿勢データと対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定する形状変位判定手順
を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
(付記22)
前記計測部からの画像データは、前記被験者の下肢を前記被験者の歩行時に対向する位置から撮影し、夫々から前記下肢の一方面についての画像データを出力する一対の撮像部から出力されたものであることを特徴とする、付記21記載のプログラム。
(付記23)
前記測定部は、前記被験者の足底の圧力を計測して圧力データを出力する圧力計を有し、
前記計測手順は、前記圧力データから算出した前記被験者の足底の圧力分布の特徴点及び前記画像データを含む計測データを出力し、
前記形状算出手順は、各時刻における前記計測データについて、前記被験者の足底の圧力分布の特徴点と、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータとを対で前記記憶部に格納し、
前記形状変位判定手順は、過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の圧力分布の特徴点との差が閾値以下の特徴点と対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定することを特徴とする、付記21または22記載のプログラム。
(付記24)
前記被験者の足底の圧力分布の特徴点は、前記圧力分布の重心であることを特徴とする、付記23記載のプログラム。
(付記25)
前記形状算出手順は、前記被験者の下肢が地面に対する垂線から傾斜している状態の画像データの三次元位置座標を、前記垂線と平行な状態まで回転させた三次元位置座標に変換してから前記被験者の下肢の三次元形状のデータを算出することを特徴とする、付記23または24記載のプログラム。
(付記26)
前記計測データのうち、前記被験者の下肢が地面に対する垂線と平行な状態の画像データを選出して最適形状データとして前記記憶部に格納する最適形状データ選出手順
を前記コンピュータにさらに実行させることを特徴とする、付記23乃至25のいずれか1項記載のプログラム。
(付記27)
前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測手順は、前記被験者の歩行時の2軸の加速度データの極大点と極小点の変位から歩行の周期を判定し、前記歩行の周期と前記角速度データに基づき前記下肢の姿勢を推定し、前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、付記21または22記載のプログラム。
(付記28)
前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測手順は、前記加速度データから前記被験者の股関節が描く身体重心の位置を計算により推定し、前記身体重心の位置に前記被験者の足長と加速度データから計算される足と重力方向とのなす角度とを用いて描く範囲を計算し、前記重力方向の加速度データが最小のときの前記範囲となる接線を通る軌跡を通過する点から足圧中心を推定し、前記足圧中心前記角速度データに基づき前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、付記21または22記載のプログラム。
(付記29)
前記センサは、前記被験者の足首付近に装着される加速度センサと、前記被験者の腰部に装着される角速度センサを含むことを特徴とする、付記27または28記載の下肢形状判定方法。
(付記30)
前記形状変位判定手順は、比較した三次元形状データの差が閾値を超えると表示部にメッセージを表示することを特徴とする、付記21乃至29のいずれか1項記載のプログラム。
11 計測部
12 形状算出部
13 形状データ蓄積部
14 最適形状データ選出部
15 形状変位判定部
20 コンピュータシステム
21 CPU
22 記憶部
111 重心動揺計
111A 圧力検知面
112−1,112−2 撮像部
113 プロジェクタ
114 カメラ
115 加速度センサ
116 角速度センサ
Claims (7)
- 歩行する被験者の下肢を撮影して画像データを出力する撮像部と、前記被験者の下肢姿勢を測定して姿勢データを出力する姿勢測定部を有し、前記画像データ及び前記被験者の下肢の姿勢データを含む計測データを出力する計測部と、
各時刻における前記計測データについて、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータと、前記下肢の姿勢データとを対で記憶部に格納する形状算出部と、
過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の下肢の姿勢データとの差が閾値以下の姿勢データと対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定する形状変位判定部
を備えたことを特徴とする下肢形状変化測定装置。 - 前記測定部は、前記被験者の足底の圧力を計測して圧力データを出力する圧力計を有し、
前記計測部は、前記圧力データから算出した前記被験者の足底の圧力分布の特徴点及び前記画像データを含む計測データを出力し、
前記形状算出部は、各時刻における前記計測データについて、前記被験者の足底の圧力分布の特徴点と、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータとを対で前記記憶部に格納し、
前記形状変位判定部は、過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の圧力分布の特徴点との差が閾値以下の特徴点と対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定することを特徴とする、請求項1記載の下肢形状変化測定装置。 - 前記被験者の足底の圧力分布の特徴点は、前記圧力分布の重心であることを特徴とする、請求項2記載の下肢形状変化測定装置。
- 前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測部は、前記被験者の歩行時の2軸の加速度データの極大点と極小点の変位から歩行の周期を判定し、前記歩行の周期と前記角速度データに基づき前記下肢の姿勢を推定し、前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、請求項1記載の下肢形状変化測定装置。 - 前記測定部は、前記被験者に装着され前記下肢の加速度を示す加速度データ及び検知した角速度を示す角速度データを出力するセンサを有し、
前記計測部は、前記加速度データから前記被験者の股関節が描く身体重心の位置を計算により推定し、前記身体重心の位置に前記被験者の足長と加速度データから計算される足と重力方向とのなす角度とを用いて描く範囲を計算し、前記重力方向の加速度データが最小のときの前記範囲となる接線を通る軌跡を通過する点から足圧中心を推定し、前記足圧中心前記角速度データに基づき前記被験者の下肢の姿勢データ及び前記画像データを含む計測データを出力することを特徴とする、請求項1記載の下肢形状変化測定装置。 - 歩行する被験者の下肢を撮影して画像データを出力する撮像部と、前記被験者の下肢姿勢を測定して姿勢データを出力する姿勢測定部を有する計測部からの前記画像データ及び前記被験者の下肢の姿勢データを含む計測データを取得する計測手順と、
各時刻における前記計測データについて、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータと、前記下肢の姿勢データとを対で記憶部に格納する形状算出手順と、
過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の下肢の姿勢データとの差が閾値以下の姿勢データと対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定する形状変位判定手順
を含むことを特徴とする下肢形状変化測定方法。 - コンピュータに被験者の下肢の形状変化を測定させる処理を実行させるプログラムであって、
歩行する被験者の下肢を撮影して画像データを出力する撮像部と、前記被験者の下肢姿勢を測定して姿勢データを出力する姿勢測定部を有する計測部からの前記画像データ及び前記被験者の下肢の姿勢データを含む計測データを取得する計測手順と、
各時刻における前記計測データについて、前記画像データから算出した前記被験者の下肢の三次元形状のデータと、前記下肢の姿勢データとを対で記憶部に格納する形状算出手順と、
過去に測定され前記記憶部に格納されているデータの対のうち、前記測定時のデータの対の下肢の姿勢データとの差が閾値以下の姿勢データと対をなす三次元形状データと測定時のデータの対の三次元形状データを比較し、三次元形状の変位を判定する形状変位判定手順
を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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