JPH0399637A - 人間の運動エネルギーの自動的分析方法 - Google Patents
人間の運動エネルギーの自動的分析方法Info
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- JPH0399637A JPH0399637A JP2224515A JP22451590A JPH0399637A JP H0399637 A JPH0399637 A JP H0399637A JP 2224515 A JP2224515 A JP 2224515A JP 22451590 A JP22451590 A JP 22451590A JP H0399637 A JPH0399637 A JP H0399637A
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7253—Details of waveform analysis characterised by using transforms
- A61B5/7257—Details of waveform analysis characterised by using transforms using Fourier transforms
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
上よＪ［服！す１野
本発明は、人間の運動を自動的に分析する方法及び装置
に関し、運動している身体の動力学を規定するパラメー
タに関する情報を提供するものである。
に関し、運動している身体の動力学を規定するパラメー
タに関する情報を提供するものである。
スユづし行上り術
人間及び動物の運動に関する分析は、１世紀以上に亘っ
て広範な研究の主題であった。
て広範な研究の主題であった。
使用される調査方法と数学的モデルとの開発にも拘わら
ず、例えば人の歩行及びランニングに関する機械的仕事
量の計算における不明確さは現在でも残っている。前世
紀の写真技術は映画技術に取って代わられ、身体とその
各部に関する時間に応じた空間座標即ち３次元座標を自
動的に測定するための計器はつい最近になって開発され
た。
ず、例えば人の歩行及びランニングに関する機械的仕事
量の計算における不明確さは現在でも残っている。前世
紀の写真技術は映画技術に取って代わられ、身体とその
各部に関する時間に応じた空間座標即ち３次元座標を自
動的に測定するための計器はつい最近になって開発され
た。
しかしながら、これらの計器の大半は、測定したポイン
トの座標、速度及び加速度のみを提供することができる
ものであり、運動の生体力学的な問題及び生理学的な問
題を研究するために要求されるデータを提供することが
できない。
トの座標、速度及び加速度のみを提供することができる
ものであり、運動の生体力学的な問題及び生理学的な問
題を研究するために要求されるデータを提供することが
できない。
主−］■旧１肌豹
本発明は、運動している身体を分析する方法及び装置を
提供するものであり、これによって、運動の系統だった
生体力学的な研究を実施して身体全体とこれが分割され
ると考えられる身体各部との両方についての必要なパラ
メータに関するデータを提供することが可能になる。
提供するものであり、これによって、運動の系統だった
生体力学的な研究を実施して身体全体とこれが分割され
ると考えられる身体各部との両方についての必要なパラ
メータに関するデータを提供することが可能になる。
本発明は、更に、モニターされるパラメータに関する重
要な情報を即時に得るための方法と装置をも提供する。
要な情報を即時に得るための方法と装置をも提供する。
前記方法は、
適当なコンベヤベルト上において運動して検査を受ける
被験者の身体の所定の基準点に配置された所定個数の適
当な標識の空間位置即ち３次元的位置の２次元的測定に
関する、予め選定しておいた頻度で実施される一連の操
作と、 前記標識を認識する操作と、 適当な相関関係手順を利用することによって、当該２次
元的測定から前記標識の３次元的配列を再構成する操作
と、 適当な分析手順を利用することによって、時間に伴って
変化する一連の標識位置をフィルタリング（ｆｉｌｔｅ
ｒｉｎｇ）する操作と、から構成されるものであり、 前記方法は、 被験者の身体が分割されると考えられる身体各部と前記
標識との間の対応を測定する操作と、検査を受ける被験
者の身体を表すことになる運動学的モデルを提供するこ
とが可能なアルゴリズムによって前記標識の空間位置を
処理する操作と、 被験者の体重を捕捉する操作と、 被験者の運動のタイプと経時的にそれを規定することに
なる座標とを決定する操作と、１完歩の間に身体がとる
様々な位置を示すフレーム（ｆｒａｍｅ）の連続を規定
し、前記１完歩を形成する前記フレームの個数を最適化
する操作と、 前記コンベヤベルトの有効速度を測定する操作と、 足取りの歩幅と頻度数とを測定する操作と、１個のフレ
ームに対応する各々の身体位置における、身体全体の質
量中心に関する空間座標即ち３次元座標、並進速度、位
置エネルギー、運動エネルギー及び総エネルギーを測定
する操作と、１個のフレームに対応する各々の身体位置
における、前記身体各部のそれぞれの質量中心に関する
空間座標即ち３次元座標と角速度を測定する操作と、 １個のフレームに対応する各々の身体位置における、総
ての前記身体各部の前記質量中心に関してコンベヤベル
トと前記身体全体の質量中心とに対する並進速度を測定
する操作と、 １個のフレームに対応する各々の身体位置における、前
記身体各部のそれぞれに関する位置エネルギー、並進運
動エネルギー、回転運動エネルギー及び総エネルギーを
測定する操作と、を更に含んで成ることで特徴づけられ
る。
被験者の身体の所定の基準点に配置された所定個数の適
当な標識の空間位置即ち３次元的位置の２次元的測定に
関する、予め選定しておいた頻度で実施される一連の操
作と、 前記標識を認識する操作と、 適当な相関関係手順を利用することによって、当該２次
元的測定から前記標識の３次元的配列を再構成する操作
と、 適当な分析手順を利用することによって、時間に伴って
変化する一連の標識位置をフィルタリング（ｆｉｌｔｅ
ｒｉｎｇ）する操作と、から構成されるものであり、 前記方法は、 被験者の身体が分割されると考えられる身体各部と前記
標識との間の対応を測定する操作と、検査を受ける被験
者の身体を表すことになる運動学的モデルを提供するこ
とが可能なアルゴリズムによって前記標識の空間位置を
処理する操作と、 被験者の体重を捕捉する操作と、 被験者の運動のタイプと経時的にそれを規定することに
なる座標とを決定する操作と、１完歩の間に身体がとる
様々な位置を示すフレーム（ｆｒａｍｅ）の連続を規定
し、前記１完歩を形成する前記フレームの個数を最適化
する操作と、 前記コンベヤベルトの有効速度を測定する操作と、 足取りの歩幅と頻度数とを測定する操作と、１個のフレ
ームに対応する各々の身体位置における、身体全体の質
量中心に関する空間座標即ち３次元座標、並進速度、位
置エネルギー、運動エネルギー及び総エネルギーを測定
する操作と、１個のフレームに対応する各々の身体位置
における、前記身体各部のそれぞれの質量中心に関する
空間座標即ち３次元座標と角速度を測定する操作と、 １個のフレームに対応する各々の身体位置における、総
ての前記身体各部の前記質量中心に関してコンベヤベル
トと前記身体全体の質量中心とに対する並進速度を測定
する操作と、 １個のフレームに対応する各々の身体位置における、前
記身体各部のそれぞれに関する位置エネルギー、並進運
動エネルギー、回転運動エネルギー及び総エネルギーを
測定する操作と、を更に含んで成ることで特徴づけられ
る。
前記方法は、好ましくは、
適当なアルゴリズムを利用することによって、検査を受
ける被験者により１歩毎に消費される内部仕事量、外部
仕事量及び総仕事量を測定する操作と、 歩取り全体に亘って前記身体各部のそれぞれに■ 貯蔵されるエネルギーのパーセンテージを測定する操作
と、 を更に含んで成る。
ける被験者により１歩毎に消費される内部仕事量、外部
仕事量及び総仕事量を測定する操作と、 歩取り全体に亘って前記身体各部のそれぞれに■ 貯蔵されるエネルギーのパーセンテージを測定する操作
と、 を更に含んで成る。
更に好適な実施例に従えば、前記方法は、前記身体各部
の予め選定されたポイントを測定し、検査を受ける被験
者のモデルの空間的再構成を実施する操作と、 前記モデルを被験者の足取りの３次元的な動画として表
示する操作と、 を更に含んで成る。
の予め選定されたポイントを測定し、検査を受ける被験
者のモデルの空間的再構成を実施する操作と、 前記モデルを被験者の足取りの３次元的な動画として表
示する操作と、 を更に含んで成る。
前記方法は、好ましくは、
検査を受ける被験者がその上で運動する適当なコンベヤ
ベルトと、 被験者の身体の所定の基準点にイ」けられた所定個数の
適当な標識と、 所定の時間内に前記標識によって反射される光を測定す
るだめの、赤外線スペクトル内のストロボスコープを備
えた少な（とも２台のテレビカメラと、 前記標識を認識し、適当な相関関係手順を利用すること
によって２次元的測定から前記標識の３次元的配列を再
構成し、適当な分析手順を利用することによって時間に
伴って変化する一連の標識位置をフィルタリングするよ
うにプログラムされた処理手段と、 から構成される装置によって実行に移されるものであり
、 該装置は、 前記処理手段が、被験者の身体各部と前記標識との間の
対応を測定し、前記被験者の身体を表す運動学的モデル
を提供することが可能なアルゴリズムによって前記標識
の空間位置を処理し、検査を受ける被験者の体重を捕捉
し、被験者の運動のタイプと経時的にそれを規定するこ
とになる座標とを決定し、１完歩の内に身体がとる様々
な位置を示すフレームの連続を規定し前記歩取りの全体
を形成する前記フレームの個数を最適化し、前記コンベ
ヤベルトの有効速度を測定し、足取りの歩幅と頻度数と
を測定し、１個のフレーム番こ対応する身体の各々の位
置における身体全体の質量中心に関する空間座標即ち３
次元座標、並進速度、位置エネルギー、運動エネルギー
及び総エネルギーを測定し、１個のフレームに対応する
身体の各々の位置における前記身体各部のそれぞれの質
量中心に関する空間座標即ち３次元座標と角速度とを測
定し、１個のフレームに対応する各々の身体位置におけ
る前記身体各部のそれぞれの前記質量中心関してコンベ
ヤベルトと前記全体の質量中心とに対する並進速度を測
定し、１個のフレームに対応する各々の身体位置におけ
る前記身体各部のそれぞれに関する位置エネルギー、並
進運動エネルギー、回転運動エネルギー及び総エネルギ
ーを測定するように、更にプログラムされているという
ことで特徴づけられる。
ベルトと、 被験者の身体の所定の基準点にイ」けられた所定個数の
適当な標識と、 所定の時間内に前記標識によって反射される光を測定す
るだめの、赤外線スペクトル内のストロボスコープを備
えた少な（とも２台のテレビカメラと、 前記標識を認識し、適当な相関関係手順を利用すること
によって２次元的測定から前記標識の３次元的配列を再
構成し、適当な分析手順を利用することによって時間に
伴って変化する一連の標識位置をフィルタリングするよ
うにプログラムされた処理手段と、 から構成される装置によって実行に移されるものであり
、 該装置は、 前記処理手段が、被験者の身体各部と前記標識との間の
対応を測定し、前記被験者の身体を表す運動学的モデル
を提供することが可能なアルゴリズムによって前記標識
の空間位置を処理し、検査を受ける被験者の体重を捕捉
し、被験者の運動のタイプと経時的にそれを規定するこ
とになる座標とを決定し、１完歩の内に身体がとる様々
な位置を示すフレームの連続を規定し前記歩取りの全体
を形成する前記フレームの個数を最適化し、前記コンベ
ヤベルトの有効速度を測定し、足取りの歩幅と頻度数と
を測定し、１個のフレーム番こ対応する身体の各々の位
置における身体全体の質量中心に関する空間座標即ち３
次元座標、並進速度、位置エネルギー、運動エネルギー
及び総エネルギーを測定し、１個のフレームに対応する
身体の各々の位置における前記身体各部のそれぞれの質
量中心に関する空間座標即ち３次元座標と角速度とを測
定し、１個のフレームに対応する各々の身体位置におけ
る前記身体各部のそれぞれの前記質量中心関してコンベ
ヤベルトと前記全体の質量中心とに対する並進速度を測
定し、１個のフレームに対応する各々の身体位置におけ
る前記身体各部のそれぞれに関する位置エネルギー、並
進運動エネルギー、回転運動エネルギー及び総エネルギ
ーを測定するように、更にプログラムされているという
ことで特徴づけられる。
以上に説明したような方法及び装置によって、検査され
る被験者に関して生体力学え上及び生理学上の広範な検
査のために要求される総てのデータが入手できることに
なる。
る被験者に関して生体力学え上及び生理学上の広範な検
査のために要求される総てのデータが入手できることに
なる。
迭ユ」［肌ｆｉ述
本発明の特徴と利点について、本発明の好適な実施例を
非限定的な具体例として示す第１図、第２図及び第３図
を参照して、以下に説明する。
非限定的な具体例として示す第１図、第２図及び第３図
を参照して、以下に説明する。
第１図において、参照番号１０は、モデル１１によって
概略的に示された個体の運動を分析する装置の全体を示
している。
概略的に示された個体の運動を分析する装置の全体を示
している。
検査を受ける個体１１は、全体が参照番号１２によって
示され矢印１３の方向に動いている適当なコンベヤベル
トの上において、歩行又はランニングを行っている。
示され矢印１３の方向に動いている適当なコンベヤベル
トの上において、歩行又はランニングを行っている。
１４〜２４の参照番号は身体の右半分の予め選定してお
いた基準点に配置されて人体のこちら側の半分に関する
６個の部分（体筒）を規定している適当な標識を示して
おり、反対側の身体半分についての運動はこの片側の足
取りに関する対称性及び位相のずれによって判断される
。この１１個の標識は、例えば、半球状の形態を有して
おり、光を適当に反射することができる累月から成るも
のである。
いた基準点に配置されて人体のこちら側の半分に関する
６個の部分（体筒）を規定している適当な標識を示して
おり、反対側の身体半分についての運動はこの片側の足
取りに関する対称性及び位相のずれによって判断される
。この１１個の標識は、例えば、半球状の形態を有して
おり、光を適当に反射することができる累月から成るも
のである。
２５及び２６のブロックは２７及び２８によってそれぞ
れ示される赤外線スペクトル内のストロボスコープを備
えた２台のテレビカメラを示すものであり、２９〜３２
の回線はブロック３３によって概略的に示されるプログ
ラム処理装置に対してこれらを接続する。３４．３５及
び３６の参照番号は、回線３７と相互接続経路３８及び
３９によって処理装置３３に接続されている入力装置、
ビデオ装置及びブロックをそれぞれ示している。
れ示される赤外線スペクトル内のストロボスコープを備
えた２台のテレビカメラを示すものであり、２９〜３２
の回線はブロック３３によって概略的に示されるプログ
ラム処理装置に対してこれらを接続する。３４．３５及
び３６の参照番号は、回線３７と相互接続経路３８及び
３９によって処理装置３３に接続されている入力装置、
ビデオ装置及びブロックをそれぞれ示している。
個体１１がコンベヤベル１−１２上で歩行又はランニン
グを開始し且つ装置１０が作動しているとき、テレビカ
メラ２５及び２６は、標識１４〜２４によって反射され
た光を所定の時間に亘って５０〜１００Ｈ２の周波数で
測定し、視野の中にある標識の認識を２次元的相互相関
方式によって行うことになる処理装置３３にその関連信
号を供給する。処理装置３３は、２次元的測定から標識
１４〜２４の３次元的配列を再構成し、標識と関連する
身体各部との間の対応を測定し、個体１１を概略的に規
定する運動学的なモデルを得る（第３図の１００，１０
１，１０２の各操作）。
グを開始し且つ装置１０が作動しているとき、テレビカ
メラ２５及び２６は、標識１４〜２４によって反射され
た光を所定の時間に亘って５０〜１００Ｈ２の周波数で
測定し、視野の中にある標識の認識を２次元的相互相関
方式によって行うことになる処理装置３３にその関連信
号を供給する。処理装置３３は、２次元的測定から標識
１４〜２４の３次元的配列を再構成し、標識と関連する
身体各部との間の対応を測定し、個体１１を概略的に規
定する運動学的なモデルを得る（第３図の１００，１０
１，１０２の各操作）。
例えば、これは、標識に対応する１１個のポイントに加
えてそれらを適切に結び付ける５個の体筒によって、ま
た更なる５個の体筒に対応して片側について再構成され
る更なる１１個の位置によって、表現され得る。
えてそれらを適切に結び付ける５個の体筒によって、ま
た更なる５個の体筒に対応して片側について再構成され
る更なる１１個の位置によって、表現され得る。
次に、処理装置３３は、フーリエ解析を利用することに
より、時間に伴って変化する標識１４〜２４の一連の位
置をフィルタリングする。
より、時間に伴って変化する標識１４〜２４の一連の位
置をフィルタリングする。
また、処理装置３３は、それぞれの標識の速度及び加速
度も計算可能である（第３図の１０３゜１０４の各操作
）。
度も計算可能である（第３図の１０３゜１０４の各操作
）。
１１個の標識１４〜２４の空間座標即ち３次元座標は、
入力装置３４を介して供給される個体１１の体重（第３
図の１０５の操作）と共に処理装置３３によって分析さ
れる。
入力装置３４を介して供給される個体１１の体重（第３
図の１０５の操作）と共に処理装置３３によって分析さ
れる。
処理装置３３は、個体１１によって行われた運動のタイ
プ即ち歩行又はランニングを決定し、その経時的進行を
特徴づける座標を決定することから始める（第３図の１
０６の操作）。処理装置３３は、次に、１完歩の間に個
体１１の身体によってとられる様々な位置を示すフレー
ムの連続を規定し、１完歩を形作るそれらの個数を最適
化する（第３図の１０７の操作）。
プ即ち歩行又はランニングを決定し、その経時的進行を
特徴づける座標を決定することから始める（第３図の１
０６の操作）。処理装置３３は、次に、１完歩の間に個
体１１の身体によってとられる様々な位置を示すフレー
ムの連続を規定し、１完歩を形作るそれらの個数を最適
化する（第３図の１０７の操作）。
コンベヤベルト１２の有効速度と個体１１の足取りの歩
幅及び頻度数の計算の後（第３図の１０８．１０９の各
操作）、処理装置３３は、１個のフレームに対応する各
々の身体位置における、個体の身体全体の質量中心に関
する空間座標、並進速度、運動エネルギー、位置エネル
ギー及び総エネルギーを計算する（第３図の１１０の操
作）。
幅及び頻度数の計算の後（第３図の１０８．１０９の各
操作）、処理装置３３は、１個のフレームに対応する各
々の身体位置における、個体の身体全体の質量中心に関
する空間座標、並進速度、運動エネルギー、位置エネル
ギー及び総エネルギーを計算する（第３図の１１０の操
作）。
また、処理装置３３は、１個のフレームに対応する各々
の身体位置における、身体各部のそれぞれの質量中心に
関する空間座標、コンベヤベルトと全体の質量中心とに
対する並進速度、角速度、並進運動エネルギー、回転運
動エネルギー、位置エネルギー及び総エネルギーも計算
する（第３図の１１１の操作）。
の身体位置における、身体各部のそれぞれの質量中心に
関する空間座標、コンベヤベルトと全体の質量中心とに
対する並進速度、角速度、並進運動エネルギー、回転運
動エネルギー、位置エネルギー及び総エネルギーも計算
する（第３図の１１１の操作）。
また、処理装置は、カバニヤ（Ｃａｖａｇｎａ）及びカ
ネコ（Ｋａｎｅｋｏ）によって開発された手順（１９７
７年）のような適当なアルゴリズムを利用することによ
って、個体１１によって為される足取りの１歩毎に関す
る内部仕事量、外部仕事量及び総仕事量を計算すること
も可能である。また、ウィンター（Ｗｉｎｔｅｒ）によ
って開発されたような他の方式（１９７９年）によって
総仕事量を計算し、ウィリアムス（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）
及びカバナー（Ｃａｖａｎａｇｈ）によって開発された
ような方式（１９８３年）によって「妥当な」総仕事量
を計算することも可能である（第３図の１１２の操作）
。最後に、ウィンター（Ｗｉｎｔｅｒ）によって開発さ
れたような方式（１９７９年）によって、歩取り幅全体
に渡って個体の身体各部のそれぞれに貯蔵されるエネル
ギーのパーセンテージを計算することも可能である（第
３図の１１３の操作）。
ネコ（Ｋａｎｅｋｏ）によって開発された手順（１９７
７年）のような適当なアルゴリズムを利用することによ
って、個体１１によって為される足取りの１歩毎に関す
る内部仕事量、外部仕事量及び総仕事量を計算すること
も可能である。また、ウィンター（Ｗｉｎｔｅｒ）によ
って開発されたような他の方式（１９７９年）によって
総仕事量を計算し、ウィリアムス（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）
及びカバナー（Ｃａｖａｎａｇｈ）によって開発された
ような方式（１９８３年）によって「妥当な」総仕事量
を計算することも可能である（第３図の１１２の操作）
。最後に、ウィンター（Ｗｉｎｔｅｒ）によって開発さ
れたような方式（１９７９年）によって、歩取り幅全体
に渡って個体の身体各部のそれぞれに貯蔵されるエネル
ギーのパーセンテージを計算することも可能である（第
３図の１１３の操作）。
処理装置３３によって計算されるパラメータは第２図に
示されたように図式的に表示することが可能であり、こ
の図では、様々な身体各部について更に身体全体につい
て、縦軸がエネルギーを表し横軸が１歩に対応する空間
を表している。
示されたように図式的に表示することが可能であり、こ
の図では、様々な身体各部について更に身体全体につい
て、縦軸がエネルギーを表し横軸が１歩に対応する空間
を表している。
第２図において、ａ）及びｂ）の図は左右の腕のそれぞ
れに関するものであり、Ｃ）及びｄ）の図は左右の前腕
に関し、ｅ）及びｆ）の図は左右の大腿部に関し、ｇ）
及びｈ）の図は左右の脛部に関し、ｉ）及び１）の図は
左右の足部に関し、ｍ）の図は上半身及び頭部に関し、
ｎ）の図は身体全体に関するものである。
れに関するものであり、Ｃ）及びｄ）の図は左右の前腕
に関し、ｅ）及びｆ）の図は左右の大腿部に関し、ｇ）
及びｈ）の図は左右の脛部に関し、ｉ）及び１）の図は
左右の足部に関し、ｍ）の図は上半身及び頭部に関し、
ｎ）の図は身体全体に関するものである。
同図において、回転運動エネルギーのパターンは数字１
によって示され、並進運動エネルギーのパターンは数字
２によって示され、位置エネルギーのパターンは数字３
によって示され、総エネルギーのパターンは数字４によ
って示され、身体の質量中心パターンについては数字５
によって示されている。
によって示され、並進運動エネルギーのパターンは数字
２によって示され、位置エネルギーのパターンは数字３
によって示され、総エネルギーのパターンは数字４によ
って示され、身体の質量中心パターンについては数字５
によって示されている。
第２図の図表は、モニタ３５に表示することが可能であ
り、プロッタ３６によって印刷することも可能である。
り、プロッタ３６によって印刷することも可能である。
また、処理装置３３は、個体１１を表すモデルの空間的
再構成のために要求される様々な身体台 ０ 部のポイン１−を確認することが可能であり、身体の隠
れた部分を視認可能な部分から対称性によって計算して
示すことが可能である（第３図の１１４の操作）。この
ようにして、個体１１の足取りは、モニタ３５に表示さ
れた３次元的な動画によって再現できることになる（第
３図の１１５の操作）。
再構成のために要求される様々な身体台 ０ 部のポイン１−を確認することが可能であり、身体の隠
れた部分を視認可能な部分から対称性によって計算して
示すことが可能である（第３図の１１４の操作）。この
ようにして、個体１１の足取りは、モニタ３５に表示さ
れた３次元的な動画によって再現できることになる（第
３図の１１５の操作）。
どの角度からも表示でき速度を調節することもできるこ
のシミュレーションは、１個のフレームで表される個体
の身体各部の位置とそれらに結び付いた様々なエネルギ
ーとの関係を調べるために、いかなる瞬間においても中
断することが可能である。このモデルの動画は第２図に
示された図表と共にモニタ３５に表示することができる
ので、個体１１のモデルは図表自体の横軸と共に移動す
る縦軸と同期して歩いたり走ったりすることが可能にな
り、運動のパターンと関連するエネルギーとの間の対応
を検査することも可能である。
のシミュレーションは、１個のフレームで表される個体
の身体各部の位置とそれらに結び付いた様々なエネルギ
ーとの関係を調べるために、いかなる瞬間においても中
断することが可能である。このモデルの動画は第２図に
示された図表と共にモニタ３５に表示することができる
ので、個体１１のモデルは図表自体の横軸と共に移動す
る縦軸と同期して歩いたり走ったりすることが可能にな
り、運動のパターンと関連するエネルギーとの間の対応
を検査することも可能である。
また、処理装置３３は、［移動可能ウィンドー」プロセ
スを利用して近接しているか或いは重ね合わされた足取
りを分析し、個体１１の進行についての平均エネルギー
値を得るように、プログラムすることも可能である。
スを利用して近接しているか或いは重ね合わされた足取
りを分析し、個体１１の進行についての平均エネルギー
値を得るように、プログラムすることも可能である。
ここに説明した装置及び自動分析方法は、生体力学を志
向した生理学の実験室において、スポーツ医学関係の組
織において、更に整形外科及び／又は精神運動関係のリ
ハビリ施設等において実施される研究に関しては特に信
頼性があり有効でもある。
向した生理学の実験室において、スポーツ医学関係の組
織において、更に整形外科及び／又は精神運動関係のリ
ハビリ施設等において実施される研究に関しては特に信
頼性があり有効でもある。
以上に説明した方法及び装置は、動物の運動の分析につ
いても使用することが可能である。
いても使用することが可能である。
第１図は、本発明の方法を実行に移すための装置の概略
図である。 第２図は、第１図の装置の性能を説明する図表を示して
いる。 第３図は、第１図の装置によって行われる操作の流れ図
を示している。 １０：分析装置、 １に個体、 １２：コンベヤベルト、 １４〜２４：標識、 ２５．２６：テレビカメラ、 ２７．２８ニストロボスコープ、 ３３：処理装置、 ３４：入力装置、３５：ビデオ
装置、 ３６：プロッタ。 ３
図である。 第２図は、第１図の装置の性能を説明する図表を示して
いる。 第３図は、第１図の装置によって行われる操作の流れ図
を示している。 １０：分析装置、 １に個体、 １２：コンベヤベルト、 １４〜２４：標識、 ２５．２６：テレビカメラ、 ２７．２８ニストロボスコープ、 ３３：処理装置、 ３４：入力装置、３５：ビデオ
装置、 ３６：プロッタ。 ３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、適当なコンベヤベルト上において運動して検査を受
ける被験者（１１）の身体の所定の基準点に配置された
所定個数の適当な標識（１４〜２４）の空間位置即ち３
次元的位置の２次元的測定に関する、予め選定しておい
た頻度で実施される一連の操作と、 前記標識を認識する操作と、 適当な相関関係手順を利用することによって、当該２次
元的測定から前記標識の３次元的配列を再構成する操作
と、 適当な分析手順を利用することによって、時間に伴って
変化する一連の標識位置をフィルタリングする操作と、 から構成される、動物とくに人間の運動エネルギーを自
動的に分析する方法であって、 被験者の身体が分割されると考えられる身体各部と前記
標識との間の対応を測定する操作と、検査を受ける被験
者の身体を表すことになる運動学的モデルを提供するこ
とが可能なアルゴリズムによって前記標識の空間位置を
処理する操作と、 被験者の体重を捕捉する操作と、 被験者の運動のタイプと経時的にそれを規定することに
なる座標とを決定する操作と、 １完歩の間に身体がとる様々な位置を示すフレームの連
続を規定し、前記１完歩を形成する前記フレームの個数
を最適化する操作と、 前記コンベヤベルトの有効速度を測定する操作と、 足取りの歩幅と頻度数とを測定する操作と、１個のフレ
ームに対応する各々の身体位置における、身体全体の質
量中心に関する空間座標即ち３次元座標、並進速度、位
置エネルギー、運動エネルギー及び総エネルギーを測定
する操作と、１個のフレームに対応する各々の身体位置
における、前記身体各部のそれぞれの質量中心に関する
空間座標即ち３次元座標と角速度を測定する操作と、 １個のフレームに対応する各々の身体位置における、総
ての前記身体各部の前記質量中心に関してコンベヤベル
トと前記身体全体の質量中心とに対する並進速度を測定
する操作と、 １個のフレームに対応する各々の身体位置における、前
記身体各部のそれぞれに関する位置エネルギー、並進運
動エネルギー、回転運動エネルギー及び総エネルギーを
測定する操作と、 を含んで成ることで特徴づけられる、動物とくに人間の
運動エネルギーの自動的分析方法。 ２、適当なアルゴリズムを利用することによって、検査
を受ける被験者により１歩毎に消費される内部仕事量、
外部仕事量及び総仕事量を測定する操作と、 歩取り全体に亘って前記身体各部のそれぞれに貯蔵され
るエネルギーのパーセンテージを測定する操作と、 を更に含んで成る、請求項１に記載の動物とくに人間の
運動エネルギーの自動的分析方法。 ３、前記身体各部の予め選定されたポイントを測定し、
検査を受ける被験者のモデルの空間的再構成を実施する
操作と、 前記モデルを被験者の足取りの３次元的な動画として表
示する操作と、 を更に含んで成る、請求項１に記載の動物とくに人間の
運動エネルギーの自動的分析方法。 ４、検査を受ける被験者（１１）がその上で運動する適
当なコンベヤベルト（１２）と、 被験者の身体の所定の基準点に付けられた所定個数の適
当な標識（１４〜２４）と、 所定の時間内に前記標識（１４〜２４）によって反射さ
れる光を測定するための、赤外線スペクトル内のストロ
ボスコープ（２７、２８）を備えた少なくとも２台のテ
レビカメラ（２５、２６）と、 前記標識を認識し、適当な相関関係手順を利用すること
によって２次元的測定から前記標識の３次元的配列を再
構成し、適当な分析手順を利用することによって時間に
伴って変化する一連の標識位置をフィルタリングするよ
うにプログラムされた処理手段（３３）と、 から構成される動物の運動とくに人間の運動を自動的に
分析する装置であって、 前記処理手段（３３）が、被験者の身体各部と前記標識
との間の対応を測定し、前記被験者の身体を表す運動学
的モデルを提供することが可能なアルゴリズムによって
前記標識の空間位置を処理し、検査を受ける被験者の体
重を捕捉し、被験者の運動のタイプと経時的にそれを規
定することになる座標とを決定し、１完歩の内に身体が
とる様々な位置を示すフレームの連続を規定し前記歩取
りの全体を形成する前記フレームの個数を最適化し、前
記コンベヤベルトの有効速度を測定し、足取りの歩幅と
頻度数とを測定し、１個のフレームに対応する身体の各
々の位置における身体全体の質量中心に関する空間座標
即ち３次元座標、並進速度、位置エネルギー、運動エネ
ルギー及び総エネルギーを測定し、１個のフレームに対
応する身体の各々の位置における前記身体各部のそれぞ
れの質量中心に関する空間座標即ち３次元座標と角速度
とを測定し、１個のフレームに対応する各々の身体位置
における前記身体各部のそれぞれの前記質量中心関して
コンベヤベルトと前記全体の質量中心とに対する並進速
度を測定し、１個のフレームに対応する各々の身体位置
における前記身体各部のそれぞれに関する位置エネルギ
ー、並進運動エネルギー、回転運動エネルギー及び総エ
ネルギーを測定するように、プログラムされていること
で特徴づけられる、動物の運動とくに人間の運動を自動
的に分析する装置。 ５、前記処理手段（３３）が、更に、適当なアルゴリズ
ムを利用することによって、検査を受ける被験者により
１歩毎に消費される内部仕事量、外部仕事量及び総仕事
量を測定し、歩取り全体に亘って前記身体各部のそれぞ
れに貯蔵されるエネルギーのパーセンテージを測定する
ように、プログラムされている、請求項４に記載の動物
の運動とくに人間の運動を自動的に分析する装置。 ６、前記処理手段（３３）が、更に、検査を受ける被験
者のモデルの空間的再構成を実施するために前記身体各
部の予め選定されたポイントを測定し、前記モデルを被
験者の足取りの３次元的な動画として表示するように、
プログラムされている、請求項４に記載の動物の運動と
くに人間の運動を自動的に分析する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT21564A/89 | 1989-08-28 | ||
| IT8921564A IT1232308B (it) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | Metodo per l'analisi automatica della energetica della locomozione umana. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0399637A true JPH0399637A (ja) | 1991-04-24 |
Family
ID=11183672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2224515A Pending JPH0399637A (ja) | 1989-08-28 | 1990-08-28 | 人間の運動エネルギーの自動的分析方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0418548A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0399637A (ja) |
| IT (1) | IT1232308B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007275282A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム、運動管理方法、運動管理プログラム |
| JP2007275283A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム、運動管理方法、運動管理プログラム |
| JP2008253804A (ja) * | 2008-07-10 | 2008-10-23 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム |
| JP2016032610A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | セイコーエプソン株式会社 | 運動解析システム、運動解析装置、運動解析プログラム及び運動解析方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH703381B1 (fr) | 2010-06-16 | 2018-12-14 | Myotest Sa | Dispositif portable intégré et procédé pour calculer des paramètres biomécaniques de la foulée. |
| GB2492067A (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-26 | Teesside University | Measuring total expended energy of a moving body |
| GB2492069A (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-26 | Teesside University | Measuring total expended energy of a moving body |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4375674A (en) * | 1980-10-17 | 1983-03-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Kinesimetric method and apparatus |
| GB2184361B (en) * | 1985-12-20 | 1989-10-11 | Ind Tech Res Inst | Automatic treadmill |
| US4757453A (en) * | 1986-03-25 | 1988-07-12 | Nasiff Roger E | Body activity monitor using piezoelectric transducers on arms and legs |
-
1989
- 1989-08-28 IT IT8921564A patent/IT1232308B/it active
-
1990
- 1990-08-13 EP EP90115489A patent/EP0418548A1/en not_active Withdrawn
- 1990-08-28 JP JP2224515A patent/JPH0399637A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007275282A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム、運動管理方法、運動管理プログラム |
| JP2007275283A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム、運動管理方法、運動管理プログラム |
| JP2008253804A (ja) * | 2008-07-10 | 2008-10-23 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム |
| JP2016032610A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | セイコーエプソン株式会社 | 運動解析システム、運動解析装置、運動解析プログラム及び運動解析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1232308B (it) | 1992-01-28 |
| IT8921564A0 (it) | 1989-08-28 |
| EP0418548A1 (en) | 1991-03-27 |
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