JPH07313648A - 運動動作開発方法 - Google Patents
運動動作開発方法Info
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- JPH07313648A JPH07313648A JP2418250A JP41825090A JPH07313648A JP H07313648 A JPH07313648 A JP H07313648A JP 2418250 A JP2418250 A JP 2418250A JP 41825090 A JP41825090 A JP 41825090A JP H07313648 A JPH07313648 A JP H07313648A
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- joint
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 作業容易な運動動作開発方法を提供する。
【構成】 人間の基本的な動きを分析し関節に働く力あ
るいはトルクをデータベースに入力しておき、体の各部
分を他の部分と区別して動力学方程式を適用して計算
し、体の各部分の相互結合関係及びそれぞれの関節の動
きの範囲を含む制約条件をチェックし、これらの制約条
件によりチェックされた動き及び力を逆動力学を適用し
て計算し、新しい運動動作を開発するために、体の各部
分を他の部分と区別して動力学方程式を適用して計算
し、体の各部分の相互結合関係及びそれぞれの関節の動
きの範囲を含む制約条件をチェックし、これらの制約条
件によりチェックされた動き及び力を逆動力学を適用し
て計算し、この動きや力などの結果を表示する。
るいはトルクをデータベースに入力しておき、体の各部
分を他の部分と区別して動力学方程式を適用して計算
し、体の各部分の相互結合関係及びそれぞれの関節の動
きの範囲を含む制約条件をチェックし、これらの制約条
件によりチェックされた動き及び力を逆動力学を適用し
て計算し、新しい運動動作を開発するために、体の各部
分を他の部分と区別して動力学方程式を適用して計算
し、体の各部分の相互結合関係及びそれぞれの関節の動
きの範囲を含む制約条件をチェックし、これらの制約条
件によりチェックされた動き及び力を逆動力学を適用し
て計算し、この動きや力などの結果を表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種スポーツにおける
働作を習得するために習得すべき動作を解析し、習得の
ための教程を作成する方法に関する。
働作を習得するために習得すべき動作を解析し、習得の
ための教程を作成する方法に関する。
【０００２】各種スポーツにおいて動作を習得するに
は、動作の解析及び習得教程を作成する必要がある。従
来は動作解析者がその動作を習得している競技者の動作
を観察し、その観察結果に基づいて動作習得のための教
程を作成していた。この観察は人間によってなされるた
め主観的で不十分なものであった。また、新しい動作を
開発する場合にも不十分な観察結果による試行錯誤によ
らざるをえず、新しい動作の開発はきわめて困難であ
る。
は、動作の解析及び習得教程を作成する必要がある。従
来は動作解析者がその動作を習得している競技者の動作
を観察し、その観察結果に基づいて動作習得のための教
程を作成していた。この観察は人間によってなされるた
め主観的で不十分なものであった。また、新しい動作を
開発する場合にも不十分な観察結果による試行錯誤によ
らざるをえず、新しい動作の開発はきわめて困難であ
る。
【０００３】一方、コンピュータを用いて競技者の動作
を解析し、その結果に基づいてその動作の習得、錬磨あ
るいは新しい動作の開発を行うことが最近行われてい
る。このコンピュータを用いる解析も、解析者の主観に
より、位置・速度・加速度のみを用いる運動学を用いて
解析を行っている。そのため、この方法によって解析し
画面上に表示することができるのは人体を構成する部分
を線で表す線画（ライン・ピクチャ）のみであり、人体
を立体的に肉付けしてリアルに表示することはできな
い。したがって、表示された内容の理解が困難であるば
かりでなく、動作内容は不合理的なものになりがちであ
り、まして新規な運動の開発を行うことは困難であっ
た。
を解析し、その結果に基づいてその動作の習得、錬磨あ
るいは新しい動作の開発を行うことが最近行われてい
る。このコンピュータを用いる解析も、解析者の主観に
より、位置・速度・加速度のみを用いる運動学を用いて
解析を行っている。そのため、この方法によって解析し
画面上に表示することができるのは人体を構成する部分
を線で表す線画（ライン・ピクチャ）のみであり、人体
を立体的に肉付けしてリアルに表示することはできな
い。したがって、表示された内容の理解が困難であるば
かりでなく、動作内容は不合理的なものになりがちであ
り、まして新規な運動の開発を行うことは困難であっ
た。
【０００４】また、コンピュータを用いて動きを分析・
設計するには使いやすい対話形式によりリアルタイムに
応答する方法が適しているにもかかわらず、従来の方法
においては実際にその動作をさせて動作内容の確認及び
その結果に基づく微調整が必要なため、対話形式による
リアルタイムにすることはできなかった。
設計するには使いやすい対話形式によりリアルタイムに
応答する方法が適しているにもかかわらず、従来の方法
においては実際にその動作をさせて動作内容の確認及び
その結果に基づく微調整が必要なため、対話形式による
リアルタイムにすることはできなかった。
【０００５】物体の運動を論じる方法として位置・速度
及び加速度を用いる運動学の他に、物体の運動を力との
関係で論じる動力学と呼ばれる方法があり、この方法を
コンピュータによる運動解析に用いれば少ない操作で複
雑な動きを解析できる。しかし、動力学による運動解析
においては、計量が困難な慣性モーメント・重心・関節
の摩擦・筋肉／靭帯の弾性等のデータが必要であり、こ
れらのデータがないと運動学による運動解析と同様に不
合理な結果になってしまう。また、比較的手間のかかる
動力学方程式を解く必要があり、関節を有し自由度が２
００もある人体の動きを解析し設計するには、６００も
の微分方程式を同時に解く必要がある。
及び加速度を用いる運動学の他に、物体の運動を力との
関係で論じる動力学と呼ばれる方法があり、この方法を
コンピュータによる運動解析に用いれば少ない操作で複
雑な動きを解析できる。しかし、動力学による運動解析
においては、計量が困難な慣性モーメント・重心・関節
の摩擦・筋肉／靭帯の弾性等のデータが必要であり、こ
れらのデータがないと運動学による運動解析と同様に不
合理な結果になってしまう。また、比較的手間のかかる
動力学方程式を解く必要があり、関節を有し自由度が２
００もある人体の動きを解析し設計するには、６００も
の微分方程式を同時に解く必要がある。
【０００６】従来のコンピュータを用いる動力学的運動
解析は、 １．人体モデルを作成 ２．人間の実際の動作を入力 ３．入力された動作を解析 ４．解析された動作を再現 の４つの段階から構成されている。
解析は、 １．人体モデルを作成 ２．人間の実際の動作を入力 ３．入力された動作を解析 ４．解析された動作を再現 の４つの段階から構成されている。
【０００７】この解析された動作を再現する段階におい
ては、動力学方程式を精密に解けばよいが、この方法は
概念が複雑であるうえに、ｎを運動解析において動きの
最小単位になる人体を構成する部分の数とした場合の計
算量Ｏ（ｆ（ｎ）） がｎ４の関数Ｏ（ｎ４）であり計
算量が多く計算に時間がかかるため、コンピュータによ
る計算が高くつく。
ては、動力学方程式を精密に解けばよいが、この方法は
概念が複雑であるうえに、ｎを運動解析において動きの
最小単位になる人体を構成する部分の数とした場合の計
算量Ｏ（ｆ（ｎ）） がｎ４の関数Ｏ（ｎ４）であり計
算量が多く計算に時間がかかるため、コンピュータによ
る計算が高くつく。
【０００８】一方、軸の回りの関節の回転についての無
視することにより計算量がｎの関数Ｏ（ｎ）である計算
を用いた運動解析方法が提案されているが、この方法に
より画面上に表示することができるのは人体を構成する
部分を線で表す線画（ライン・ピクチャ）のみであり、
軸の回りの関節の回転について無視することができない
場合には、この方法を用いることはできない。したがっ
て、この方法によっては人体を立体的に肉付けしてリア
ルに表示することはできない。
視することにより計算量がｎの関数Ｏ（ｎ）である計算
を用いた運動解析方法が提案されているが、この方法に
より画面上に表示することができるのは人体を構成する
部分を線で表す線画（ライン・ピクチャ）のみであり、
軸の回りの関節の回転について無視することができない
場合には、この方法を用いることはできない。したがっ
て、この方法によっては人体を立体的に肉付けしてリア
ルに表示することはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は試行錯誤ある
いは解析者の直感によることなく、コンピュータを用い
て対話形式により人体の動きを解析し、新しい動作の開
発をすることができる運動解析方法を提供することを課
題とするものである。
いは解析者の直感によることなく、コンピュータを用い
て対話形式により人体の動きを解析し、新しい動作の開
発をすることができる運動解析方法を提供することを課
題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の運動解析方法においては最初に、人間の基
本的な動きを解析し、人体のそれぞれの関節に発生する
力及びトルクを含む動的パラメータのデータを基本的な
動きに関する知識としてデータベースに入力する。
め、本発明の運動解析方法においては最初に、人間の基
本的な動きを解析し、人体のそれぞれの関節に発生する
力及びトルクを含む動的パラメータのデータを基本的な
動きに関する知識としてデータベースに入力する。
【００１１】次に、解析者はデータベースにアクセス
し、得られたデータを加工するが、コンピュータは制約
条件を制約された動きの形で、逆動力学の結果を力の形
でリアルタイムで解析者にフィードバックし、満足の行
く結果が得られるまでこの過程を繰り返すことにより、
動きを対話形式により設計する。
し、得られたデータを加工するが、コンピュータは制約
条件を制約された動きの形で、逆動力学の結果を力の形
でリアルタイムで解析者にフィードバックし、満足の行
く結果が得られるまでこの過程を繰り返すことにより、
動きを対話形式により設計する。
【００１２】この運動解析方法の計算量はｎの関数Ｏ
（ｎ）であり、コンピュータによる計算が高くつくとい
う問題を解決している。また、試行錯誤あるいは解析者
の直感によることなく、対話形式により線画ではないな
めらかに肉付けされた立体的でリアルな人体の動きの作
成を実現することができる運動解析方法を提供すること
ができる。
（ｎ）であり、コンピュータによる計算が高くつくとい
う問題を解決している。また、試行錯誤あるいは解析者
の直感によることなく、対話形式により線画ではないな
めらかに肉付けされた立体的でリアルな人体の動きの作
成を実現することができる運動解析方法を提供すること
ができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いて本願発明の実施例につい
て説明する。図１に本発明のフローチャートを示すが、
このフローチャートは １．人体モデルを作成 ２．人間の実際の動作を入力 ３．入力された動作を解析 ４．動作の設計 ５．動力学を適用 ６．制約条件を適用 ７．逆動力学を適用 ８．結果を表示 の各段階から構成されている。
て説明する。図１に本発明のフローチャートを示すが、
このフローチャートは １．人体モデルを作成 ２．人間の実際の動作を入力 ３．入力された動作を解析 ４．動作の設計 ５．動力学を適用 ６．制約条件を適用 ７．逆動力学を適用 ８．結果を表示 の各段階から構成されている。
【００１４】第１段階の「人体モデルを作成」では、人
体を動きの最小単位となる部分に分解し、これら各々の
部分固有の性質、相互の関係及び関節の動きの範囲等の
制約条件に基づき人体モデルを作成し、コンピュータに
データベースとして入力しておく。
体を動きの最小単位となる部分に分解し、これら各々の
部分固有の性質、相互の関係及び関節の動きの範囲等の
制約条件に基づき人体モデルを作成し、コンピュータに
データベースとして入力しておく。
【００１５】第２段階の「人間の実際の動作を入力」で
は、解析の対象となる動作をビデオ画像のフレーム単位
あるいはフィルム画像のコマ単位に入力する、この場合
複数の方向から同時に撮影した画像を用いれば、次の段
階の解析をより具体的に行うことができる。
は、解析の対象となる動作をビデオ画像のフレーム単位
あるいはフィルム画像のコマ単位に入力する、この場合
複数の方向から同時に撮影した画像を用いれば、次の段
階の解析をより具体的に行うことができる。
【００１６】第３段階の「入力された動作を解析」で
は、第２段階で入力された動作を逆動力学を用いて計算
し、各部分の重心、各関節に働く力及びトルク、全体の
重心、重心に働く力及びトルクを解析する。
は、第２段階で入力された動作を逆動力学を用いて計算
し、各部分の重心、各関節に働く力及びトルク、全体の
重心、重心に働く力及びトルクを解析する。
【００１７】動作の解析のみを行う場合は、第３段階で
得られた各部分の重心、各関節に働く力及びトルク、全
体の重心、全体の重心に働く力及びトルクを矢印等によ
りデータベースの人体モデルに重ねて画面上に表示す
る。このようにして、動作の解析が行われる。
得られた各部分の重心、各関節に働く力及びトルク、全
体の重心、全体の重心に働く力及びトルクを矢印等によ
りデータベースの人体モデルに重ねて画面上に表示す
る。このようにして、動作の解析が行われる。
【００１８】次に、上記の解析結果を利用した新しい動
作を設計する場合について説明する。新しい動作を設計
するためには、予め第１段階の人体モデルのデータ、第
２段階で得られた人間の実際の動作のデータ及び第３段
階で得られた解析結果のデータをデータベースに入力し
ておく。
作を設計する場合について説明する。新しい動作を設計
するためには、予め第１段階の人体モデルのデータ、第
２段階で得られた人間の実際の動作のデータ及び第３段
階で得られた解析結果のデータをデータベースに入力し
ておく。
【００１９】第４段階の「動作の設計」においては、設
計者は最初にデータベースから基本的な動作を選択す
る。図２に示すのは一般的なスポーツとして知られるゴ
ルフにおける左肘の動きをデータベースに基いて作成し
た制御グラフであるが、この制御グラフにおいて横軸は
時間を、縦軸は体のそれぞれの関節に発生する力をｘ、
ｙ，ｚの３軸について表している。なお、当然のことと
して同一の関節に発生する２つの力は、大きさが同じで
方向が逆である。
計者は最初にデータベースから基本的な動作を選択す
る。図２に示すのは一般的なスポーツとして知られるゴ
ルフにおける左肘の動きをデータベースに基いて作成し
た制御グラフであるが、この制御グラフにおいて横軸は
時間を、縦軸は体のそれぞれの関節に発生する力をｘ、
ｙ，ｚの３軸について表している。なお、当然のことと
して同一の関節に発生する２つの力は、大きさが同じで
方向が逆である。
【００２０】また、複雑な動作は数個の制御グラフによ
り表される。例えば人物がイスから立ち上がって歩くと
いう動作を表す制御グラフは、連続した動作を合成して
構成される。なお、他の部分のそれぞれのグラフは例に
挙げた左肘の場合と同じ方法で設計する。
り表される。例えば人物がイスから立ち上がって歩くと
いう動作を表す制御グラフは、連続した動作を合成して
構成される。なお、他の部分のそれぞれのグラフは例に
挙げた左肘の場合と同じ方法で設計する。
【００２１】次に、力が発生するすべての人体の部分に
ついて、制御グラフの横軸および縦軸の拡大・縮小を含
む物理的変数の変更を一括に行う全体的な変更及び体の
ある一部分に発生する力等の物理的変数を変更する部分
的な変更を行う。
ついて、制御グラフの横軸および縦軸の拡大・縮小を含
む物理的変数の変更を一括に行う全体的な変更及び体の
ある一部分に発生する力等の物理的変数を変更する部分
的な変更を行う。
【００２２】第５段階の「動力学を適用」においては、
各部分の動作は設計者により指定された力及び各部分の
動きを支配する動力学方程式に基づいて計算される。そ
の場合、図３（ａ）に示すように本来体の各部分は相互
に結合関係にあるのであるが、計算量を減らすため
（ｂ）に示すように体の各部分は他の部分と切り放さ
れ、人体の各部分の相互結合関係と関節の動作の範囲に
関する制約条件も一時的に無視される。
各部分の動作は設計者により指定された力及び各部分の
動きを支配する動力学方程式に基づいて計算される。そ
の場合、図３（ａ）に示すように本来体の各部分は相互
に結合関係にあるのであるが、計算量を減らすため
（ｂ）に示すように体の各部分は他の部分と切り放さ
れ、人体の各部分の相互結合関係と関節の動作の範囲に
関する制約条件も一時的に無視される。
【００２３】各部分の動作を計算するため、本発明の動
作解析においては重心の線加速度を求めるのにニュート
ンの方程式を用い、重心の角加速度を求めるのにオイラ
ーの方程式を用い、線加速度及び角加速度が得られた
ら、これらを積分して速度を求め、さらに積分して位置
を求める。
作解析においては重心の線加速度を求めるのにニュート
ンの方程式を用い、重心の角加速度を求めるのにオイラ
ーの方程式を用い、線加速度及び角加速度が得られた
ら、これらを積分して速度を求め、さらに積分して位置
を求める。
【００２４】第７段階の「制約条件を適用」では、各部
分の動作の計算結果について、人体の各部分の相互結合
関係と関節の動きの範囲の２つの物理的制約条件がチェ
ックされる。この処理は、基本的な部分から始まり、そ
の下位のそれぞれの部分の位置、配列方向が順次チェッ
クされる。ここでは下位の部分が上位の部分に常に接続
されているか否か及び個々の関節の動作が決められた範
囲を越えているか否かの２つのチェックを行う。
分の動作の計算結果について、人体の各部分の相互結合
関係と関節の動きの範囲の２つの物理的制約条件がチェ
ックされる。この処理は、基本的な部分から始まり、そ
の下位のそれぞれの部分の位置、配列方向が順次チェッ
クされる。ここでは下位の部分が上位の部分に常に接続
されているか否か及び個々の関節の動作が決められた範
囲を越えているか否かの２つのチェックを行う。
【００２５】その結果、図４（ａ）に示すように下位の
部分が上位の部分に接続されていない場合には、下位の
部分が上位の部分に接続されるように下位の部分を並行
移動させ、個々の関節の動きが一定の範囲を越えている
場合には、回転させてその関節の動きが範囲内になるよ
うに調整し、（ｂ）に示すような自然な姿勢に修正す
る。
部分が上位の部分に接続されていない場合には、下位の
部分が上位の部分に接続されるように下位の部分を並行
移動させ、個々の関節の動きが一定の範囲を越えている
場合には、回転させてその関節の動きが範囲内になるよ
うに調整し、（ｂ）に示すような自然な姿勢に修正す
る。
【００２６】第７段階の「逆動力学を適用」において
は、力と動作の関係を表現するラグランジュの方程式を
用いて体の各関節に起こる力を計算する。
は、力と動作の関係を表現するラグランジュの方程式を
用いて体の各関節に起こる力を計算する。
【００２７】新しい動作を設計する場合に、満足の行く
結果が得られない場合には第５段階から第７段階までの
過程を繰り返して、対話形式により新しい動作の設計を
行う。
結果が得られない場合には第５段階から第７段階までの
過程を繰り返して、対話形式により新しい動作の設計を
行う。
【００２８】第８段階の「動作を画面に表示」において
は設計の途中あるいは設計が終了した新しい動きを画面
に表示する。その際に表示された人体の重心の位置、発
生している力の方向を人体に合成して表示することがで
き、このようにすれば表示された動作をより具体的に表
示することができる。また、この表示は第３段階の「入
力された動作を解析」した結果を表示することもかのう
である。
は設計の途中あるいは設計が終了した新しい動きを画面
に表示する。その際に表示された人体の重心の位置、発
生している力の方向を人体に合成して表示することがで
き、このようにすれば表示された動作をより具体的に表
示することができる。また、この表示は第３段階の「入
力された動作を解析」した結果を表示することもかのう
である。
【００２９】本発明においては、図１に示すように単純
な線回帰アルゴリズムによっているから、逆動力学を行
うための計算量はｎの関数であるＯ（ｎ）である。
な線回帰アルゴリズムによっているから、逆動力学を行
うための計算量はｎの関数であるＯ（ｎ）である。
【００３０】逆動力学により、合理的で完全な力の組合
せを得ることができる。また、逆動力学によらなければ
設計者が完全な力の設計を見つけることは不可能であ
る。本発明においては、体の部分の個々の配列方向はそ
の関節の限界を越えると変化し、体の各部分の個々の位
置は体の物理的な制約条件にあてはまるようにされる。
せを得ることができる。また、逆動力学によらなければ
設計者が完全な力の設計を見つけることは不可能であ
る。本発明においては、体の部分の個々の配列方向はそ
の関節の限界を越えると変化し、体の各部分の個々の位
置は体の物理的な制約条件にあてはまるようにされる。
【００３１】このようにして得られた人体の動きは人体
の下位の部分が上位の部分に常に接続され、個々の関節
の動作が決められた範囲を越えていていない自然なもの
であるから、そのまま肉付けして立体的にリアルな表示
をすることができる。
の下位の部分が上位の部分に常に接続され、個々の関節
の動作が決められた範囲を越えていていない自然なもの
であるから、そのまま肉付けして立体的にリアルな表示
をすることができる。
【００３２】また、本発明は試行錯誤あるいは設計者の
直感によることなく、コンピュータを用いて対話形式に
より人体の動きを設計することができる。
直感によることなく、コンピュータを用いて対話形式に
より人体の動きを設計することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の運動解析
方法は、実際の人間の基本的な動きの解析及び新しい動
きを作成する２つの過程からなる。そして、人間の基本
的な動きの解析は人体モデルの作成、実際の動作の入
力、入力された動作の解析の３段階で進み、新しい動き
の作成は動力学、制約条件、逆動力学の３段階で進み。
動力学の段階では人体を関節によって分離された５０個
のそれぞれ独立した部分に分け、個々の部分の動きはニ
ュートンの方程式とオイラーの方程式を用いて他の部分
の動きとは切り放して計算される。制約条件の段階では
体の部分の相互結合関係及び関節の動きの範囲がチェッ
クされる。逆動力学の段階では、制約条件により修正さ
れた新しい動きを生む力を計算する。その場合の全体の
計算量はＯ（ｎ）である。
方法は、実際の人間の基本的な動きの解析及び新しい動
きを作成する２つの過程からなる。そして、人間の基本
的な動きの解析は人体モデルの作成、実際の動作の入
力、入力された動作の解析の３段階で進み、新しい動き
の作成は動力学、制約条件、逆動力学の３段階で進み。
動力学の段階では人体を関節によって分離された５０個
のそれぞれ独立した部分に分け、個々の部分の動きはニ
ュートンの方程式とオイラーの方程式を用いて他の部分
の動きとは切り放して計算される。制約条件の段階では
体の部分の相互結合関係及び関節の動きの範囲がチェッ
クされる。逆動力学の段階では、制約条件により修正さ
れた新しい動きを生む力を計算する。その場合の全体の
計算量はＯ（ｎ）である。
【００３４】したがって、本発明の運動解析方法によ
り、これまでの動力学によるコンピュータを利用する運
動解析方法にあった計算の問題を解決し、動力学を実際
の運動解析作業にうまく応用できるようにし、動力学を
用いたリアルタイムのフィードバックができるようにな
った。
り、これまでの動力学によるコンピュータを利用する運
動解析方法にあった計算の問題を解決し、動力学を実際
の運動解析作業にうまく応用できるようにし、動力学を
用いたリアルタイムのフィードバックができるようにな
った。
【００３５】そして、人体の各部分の動きを計算するた
め、重心の線加速度をニュートンの方程式を用いて、重
心の角加速度をオイラーの方程式を用いて求めているか
ら、体の部分の各々の重心の位置及びそれらの重心にか
かる力を求めて表示することができ、同様に全体の重心
の位置及びその重心にかかる力も求めて表示することが
できる。すなわち、動作のコツといえる重心の位置、力
の方向及び大きさ等を表示することができるから、容易
に技能を習得することができる。
め、重心の線加速度をニュートンの方程式を用いて、重
心の角加速度をオイラーの方程式を用いて求めているか
ら、体の部分の各々の重心の位置及びそれらの重心にか
かる力を求めて表示することができ、同様に全体の重心
の位置及びその重心にかかる力も求めて表示することが
できる。すなわち、動作のコツといえる重心の位置、力
の方向及び大きさ等を表示することができるから、容易
に技能を習得することができる。
【００３６】また、線画ではないなめらかに肉付けされ
た立体的でリアルな人体の動きの作成を実現することが
できる。
た立体的でリアルな人体の動きの作成を実現することが
できる。
【００３７】その上、解析者はモデルの人体をデイスプ
レイ画面上で様々な視点から見ることができ、対話形式
により体の部分を並行移動させたり、回転させたりする
ことができる。従って、解析者は絵とモデルの人体との
間の対応関係を正確に把握することができる。
レイ画面上で様々な視点から見ることができ、対話形式
により体の部分を並行移動させたり、回転させたりする
ことができる。従って、解析者は絵とモデルの人体との
間の対応関係を正確に把握することができる。
【００３８】従来の運動解析方法における知識には人体
の動きの基本的データ及びそれぞれの関節の動きの範囲
を規定する制約条件が含まれるが、この知識は解析者の
直観により得られるのに対して、本発明の運動解析方法
における知識は人間の実際の動きを解析して得られた実
際の動的パラメータを指している。したがって、この知
識から作られた動きは科学的で信頼性のあるリアルな動
きを作ることができる。
の動きの基本的データ及びそれぞれの関節の動きの範囲
を規定する制約条件が含まれるが、この知識は解析者の
直観により得られるのに対して、本発明の運動解析方法
における知識は人間の実際の動きを解析して得られた実
際の動的パラメータを指している。したがって、この知
識から作られた動きは科学的で信頼性のあるリアルな動
きを作ることができる。
【００３９】なお、最近オブジェクト指向のモデルが様
々な分野で用いられており、オブジェクト指向の方法に
よるとユーザインターフェースは直接操作モデルにな
る。この直接操作モデルは画面に表示された映像が対象
物に反応するものであるから、本発明の運動解析方法を
用いれば対象物を対象物空間で直接扱ったり操作したり
することができる。
々な分野で用いられており、オブジェクト指向の方法に
よるとユーザインターフェースは直接操作モデルにな
る。この直接操作モデルは画面に表示された映像が対象
物に反応するものであるから、本発明の運動解析方法を
用いれば対象物を対象物空間で直接扱ったり操作したり
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】運動動作開発方法のフローチャート
【図２】関節に働く力の例の制御グラフ
【図３】動力学による計算の模式図
【図４】逆動力学による計算の模式図
Claims (2)
- 【請求項１】 コンピュータを用いて開発者が新しい運
動動作を開発する方法であって、該方法は、人体を動き
の最小単位となる部分に分解し、これら各々の部分固有
の性質、相互の関係及び関節の動きの範囲等の制約条件
に基づき人体モデルを作成しデータベースに入力する段
階と、人間の実際の動作を入力する段階と、入力された
動作を逆動力学を適用して計算し、各部分の重心・各関
節に働く力・トルク、全体の重心・重心に働く力・トル
クを計算する段階と、前記データベースから基本的な動
作を選択しその物理的変数を変更する段階と、体の各部
分を他の部分と切り放し、前記実際の動作を相互結合関
係と関節の動きの範囲に関する制約条件を無視して指定
された力及び動力学方程式のみに基づいて新しい動きを
計算する段階と、該計算結果について相互結合関係と関
節の動きの範囲の物理的制約条件をチエックして修正す
る段階と、前記計算した結果を用いて画面上に人間の動
きを表示する段階とからなることを特徴とする運動動作
開発方法。 - 【請求項２】 コンピュータを用いて開発者が新しい運
動動作を開発する方法であって、該方法は、人体を動き
の最小単位となる部分に分解し、これら各々の部分固有
の性質、相互の関係及び関節の動きの範囲等の制約条件
に基づき人体モデルを作成しデータベースに入力する段
階と、人間の実際の動作を入力する段階と、入力された
動作を逆動力学を適用して計算し、各部分の重心・各関
節に働く力・トルク、全体の重心・重心に働く力・トル
クを計算する段階と、前記データベースから基本的な動
昨を選択しその物理的変数を変更する段階と、体の各部
分を他の部分と切り放し、前記実際の動作を相互結合関
係と関節の動きの範囲に関する制約条件を無視して指定
された力及び動力学方程式のみに基づいて新しい動きを
計算する段階と、該計算結果について相互結合関係と関
節の動きの範囲の物理的制約条件をチエックして修正す
る段階と、力と動きの関係を逆動力学を適用して計算す
る段階と、前記動力学により計算した動きと逆動力学に
より計算した力及び重心を合成して画面上に表示する段
階とからなることを特徴とする運動動作開発方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418250A JPH07313648A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 運動動作開発方法 |
| CA002043884A CA2043884A1 (en) | 1990-12-25 | 1991-06-05 | Sport motion developing method |
| EP91305681A EP0520099A1 (en) | 1990-12-25 | 1991-06-24 | Applied motion analysis and design |
| US08/182,545 US5625577A (en) | 1990-12-25 | 1994-01-18 | Computer-implemented motion analysis method using dynamics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418250A JPH07313648A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 運動動作開発方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07313648A true JPH07313648A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=18526149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2418250A Pending JPH07313648A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 運動動作開発方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07313648A (ja) |
| CA (1) | CA2043884A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011028713A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-02-10 | Nintendo Co Ltd | 情報処理プログラム、情報処理装置およびオブジェクト表示方法 |
| JP2013027629A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Seiko Epson Corp | 運動指導装置、運動指導プログラム及び記録媒体 |
| JP2017520336A (ja) * | 2014-03-17 | 2017-07-27 | コア スポーツ テクノロジー グループＣｏｒｅ Ｓｐｏｒｔｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ | 人体および物体運動への生体力学フィードバックを送達するための方法およびシステム |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP2418250A patent/JPH07313648A/ja active Pending
-
1991
- 1991-06-05 CA CA002043884A patent/CA2043884A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011028713A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-02-10 | Nintendo Co Ltd | 情報処理プログラム、情報処理装置およびオブジェクト表示方法 |
| JP2011028714A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-02-10 | Nintendo Co Ltd | 情報処理プログラムおよび情報処理装置 |
| US8771072B2 (en) | 2009-06-24 | 2014-07-08 | Nintendo Co., Ltd. | Computer readable storage medium and information processing apparatus |
| JP2013027629A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Seiko Epson Corp | 運動指導装置、運動指導プログラム及び記録媒体 |
| JP2017520336A (ja) * | 2014-03-17 | 2017-07-27 | コア スポーツ テクノロジー グループＣｏｒｅ Ｓｐｏｒｔｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ | 人体および物体運動への生体力学フィードバックを送達するための方法およびシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2043884A1 (en) | 1992-06-26 |
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