[go: up one dir, main page]

JP2006177749A - Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body - Google Patents

Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body Download PDF

Info

Publication number
JP2006177749A
JP2006177749A JP2004370509A JP2004370509A JP2006177749A JP 2006177749 A JP2006177749 A JP 2006177749A JP 2004370509 A JP2004370509 A JP 2004370509A JP 2004370509 A JP2004370509 A JP 2004370509A JP 2006177749 A JP2006177749 A JP 2006177749A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
position data
acceleration
periodic motion
movement trajectory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004370509A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Makikawa
方昭 牧川
Shigehiro Shiozawa
成弘 塩澤
Koyo Takenoshita
航洋 竹之下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ritsumeikan Trust
Original Assignee
Ritsumeikan Trust
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ritsumeikan Trust filed Critical Ritsumeikan Trust
Priority to JP2004370509A priority Critical patent/JP2006177749A/en
Publication of JP2006177749A publication Critical patent/JP2006177749A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

【課題】 歩行中の人体など周期運動を行う対象物の移動軌跡を、容易に且つ精度良く把握することができる周期運動体の移動軌跡算出装置を提供する。
【解決手段】 周期運動体に取り付けられた加速度センサ2の検出信号に基づいて、該周期運動体の移動軌跡を算出する装置であって、検出信号に対してフィルタ処理を施して、低周波成分が除去された加速度データを生成するフィルタ処理手段10と、加速度データを積分して得られた仮の速度データに対する一次回帰直線を求め、該一次回帰直線を用いて仮の速度データを補正することにより、補正速度データを生成する速度データ算出手段12と、前記補正速度データを積分して得られた仮の位置データに対する二次回帰曲線を求め、該二次回帰曲線を用いて前記仮の位置データを補正することにより、補正位置データを生成する位置データ算出手段14とを備える。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movement trajectory calculation apparatus for a periodic motion body capable of easily and accurately grasping a movement trajectory of an object that performs periodic motion such as a human body during walking.
An apparatus for calculating a movement trajectory of a periodic motion body based on a detection signal of an acceleration sensor 2 attached to the periodic motion body, wherein the detection signal is subjected to a filtering process to obtain a low frequency component. Filter processing means 10 for generating acceleration data from which acceleration has been removed, and obtaining a primary regression line for the provisional velocity data obtained by integrating the acceleration data, and correcting the provisional velocity data using the primary regression line. Thus, a speed data calculation means 12 for generating corrected speed data, and a quadratic regression curve for the temporary position data obtained by integrating the corrected speed data are obtained, and the temporary position is calculated using the secondary regression curve. Position data calculating means 14 for generating corrected position data by correcting the data is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、歩行運動中における体重心の移動軌跡などのように、周期運動体の移動軌跡を算出するための方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for calculating a movement trajectory of a periodic motion body such as a movement trajectory of a body center of gravity during walking motion.

人間の歩行動作時における移動軌跡の解析は、高齢者の歩行能力の評価や病状の把握など、種々の応用が期待されている。物体の移動軌跡を把握する方法として、移動する物体の動画像データに対して画像処理を施すことにより、物体の移動軌跡を算出する方法が従来知られている(例えば、特許文献1など)。   Analysis of movement trajectories during human walking movements is expected to have various applications such as evaluation of walking ability of elderly people and grasping of medical conditions. As a method for grasping the movement trajectory of an object, a method for calculating the movement trajectory of an object by performing image processing on moving image data of the moving object is conventionally known (for example, Patent Document 1).

ところが、このような撮像データの画像処理に基づいて移動軌跡を求める方法は、対象物をカメラで撮影可能な環境でなければならず、また、衣服の内部など対象物が外部から視認できない場合には測定が困難であるなど、測定条件や測定対象の制約を受けやすいという問題があった。   However, the method for obtaining the movement trajectory based on the image processing of the imaged data has to be an environment where the object can be photographed by the camera, and the object such as the inside of the clothes cannot be visually recognized from the outside. However, there is a problem that it is easy to be subjected to restrictions on measurement conditions and measurement objects.

また、特許文献2には、人体に取り付けた加速度センサにより検出された加速度データを二階積分して位置データを求め、この位置データから運動の種類を識別する方法が開示されており、加速度データから低周波成分を除去することにより、識別精度を向上できることが示されている。
特開平9−35040号公報 特開2003−93566号公報
Patent Document 2 discloses a method of obtaining position data by second-order integrating acceleration data detected by an acceleration sensor attached to a human body, and identifying the type of motion from the position data. It has been shown that the identification accuracy can be improved by removing low frequency components.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-35040 JP 2003-93566 A

ところが、前記特許文献2に記載された方法に基づいて、歩行中の人体の移動軌跡を求めようとしても、加速度センサのゼロ点のドリフトや被験者の姿勢変化など、種々の要因によって測定誤差が大きくなり、移動軌跡の算出には適用が困難であった。   However, even if an attempt is made to determine the movement trajectory of the human body during walking based on the method described in Patent Document 2, the measurement error is large due to various factors such as the zero point drift of the acceleration sensor and the posture change of the subject. Therefore, it has been difficult to apply to the calculation of the movement trajectory.

実際に被験者の重心位置に3軸加速度センサを取り付けて、歩行運動を行った時の測定結果の一例を図6(a)に示す。図6(a)において、各グラフは、被験者に対してそれぞれ左右方向、上下方向及び前後方向における検出信号を示している。この検出信号に対し、図6(b)に示すように、ハイパスフィルター処理を施して低周波成分を除去した後、順次積分して速度及び変位を求めたところ、それぞれ図6(c)及び図6(d)に示すように時間の経過と共に発散してしまい、移動軌跡を算出することができなかった。   FIG. 6A shows an example of a measurement result when a 3-axis acceleration sensor is actually attached to the subject's center of gravity and a walking motion is performed. In FIG. 6A, each graph indicates detection signals in the left-right direction, the up-down direction, and the front-back direction, respectively, with respect to the subject. As shown in FIG. 6B, the detection signal is subjected to high-pass filter processing to remove low-frequency components, and then sequentially integrated to obtain the velocity and displacement. As shown in FIG. 6C and FIG. As shown in FIG. 6 (d), it diverged with the passage of time, and the movement trajectory could not be calculated.

そこで、本発明は、歩行中の人体など周期運動を行う対象物の移動軌跡を、容易に且つ精度良く把握することができる周期運動体の移動軌跡算出方法及び装置の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for calculating a movement trajectory of a periodic motion body that can easily and accurately grasp a movement trajectory of an object that performs periodic motion such as a human body during walking.

本発明の前記目的は、周期運動体に取り付けられた加速度センサの検出信号に基づいて、該周期運動体の移動軌跡を算出する方法であって、前記検出信号に対してフィルタ処理を施して、低周波成分が除去された加速度データを生成するフィルタ処理ステップと、前記加速度データを積分して得られた仮の速度データに対する一次回帰直線を求め、該一次回帰直線を用いて前記仮の速度データを補正することにより、補正速度データを生成する速度データ算出ステップと、前記補正速度データを積分して得られた仮の位置データに対する二次回帰曲線を求め、該二次回帰曲線を用いて前記仮の位置データを補正することに
より、補正位置データを生成する位置データ算出ステップとを備える周期運動体の移動軌跡算出方法により達成される。
The object of the present invention is a method for calculating a movement trajectory of a periodic motion body based on a detection signal of an acceleration sensor attached to the periodic motion body, wherein the detection signal is subjected to a filtering process, A filter processing step for generating acceleration data from which low-frequency components have been removed; a primary regression line for provisional velocity data obtained by integrating the acceleration data; and the provisional velocity data using the primary regression line Is corrected to obtain a velocity data calculation step for generating corrected velocity data, and a quadratic regression curve for the temporary position data obtained by integrating the corrected velocity data is obtained. This is achieved by a method for calculating a movement trajectory of a periodic moving body, which includes a position data calculation step for generating corrected position data by correcting temporary position data.

また、本発明の前記目的は、周期運動体に取り付けられた加速度センサの検出信号に基づいて、該周期運動体の移動軌跡を算出する装置であって、前記検出信号に対してフィルタ処理を施して、低周波成分が除去された加速度データを生成するフィルタ処理手段と、前記加速度データを積分して得られた仮の速度データに対する一次回帰直線を求め、該一次回帰直線を用いて前記仮の速度データを補正することにより、補正速度データを生成する速度データ算出手段と、前記補正速度データを積分して得られた仮の位置データに対する二次回帰曲線を求め、該二次回帰曲線を用いて前記仮の位置データを補正することにより、補正位置データを生成する位置データ算出手段とを備える周期運動体の移動軌跡算出装置により達成される。   The object of the present invention is an apparatus for calculating a movement trajectory of a periodic motion body based on a detection signal of an acceleration sensor attached to the periodic motion body, wherein the detection signal is subjected to filter processing. Filter processing means for generating acceleration data from which low-frequency components have been removed, a primary regression line for provisional velocity data obtained by integrating the acceleration data, and using the primary regression line, the provisional regression line By correcting the speed data, a speed data calculating means for generating corrected speed data and a quadratic regression curve for the temporary position data obtained by integrating the corrected speed data are obtained, and the secondary regression curve is used. This is achieved by a moving trajectory calculation apparatus for a periodic moving body comprising position data calculation means for generating corrected position data by correcting the temporary position data.

本発明によれば、周期運動を行う対象物の移動軌跡を容易に且つ精度良く把握することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the movement locus | trajectory of the target object which performs a periodic motion can be grasped | ascertained easily and accurately.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る周期運動体の移動軌跡算出装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、移動軌跡算出装置1は、加速度センサ2に接続されており、これらは一体化されて、ズボンのベルト等に装着可能に構成されている。加速度センサ2は、3軸加速度センサであり、周期運動体に固定されて、直交する3軸方向の加速度をそれぞれ検出し、加速度に応じた電圧を出力する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a moving trajectory calculation apparatus for a periodic moving body according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the movement trajectory calculation device 1 is connected to an acceleration sensor 2, and these are integrated so that they can be attached to a belt of trousers or the like. The acceleration sensor 2 is a triaxial acceleration sensor, is fixed to the periodic motion body, detects accelerations in three orthogonal directions, and outputs a voltage corresponding to the acceleration.

移動軌跡算出装置1は、フィルタ処理手段10と、速度データ算出手段12と、位置データ算出手段14と、移動軌跡生成手段16とを備えており、例えば、携帯型のコンピュータにより構成することができる。   The movement trajectory calculation apparatus 1 includes a filter processing means 10, a speed data calculation means 12, a position data calculation means 14, and a movement trajectory generation means 16, and can be configured by a portable computer, for example. .

フィルタ処理手段10は、ハイパスフィルターであり、加速度センサ2から入力された検出信号に含まれる周波数成分のうち、カットオフ周波数以下の低周波成分を除去する。具体的には、検出信号d(i=1,2,・・・,N)のN個のサンプリングデータに対し、電圧―加速度変換係数αを乗じた変換データaを求め、この変換データaに対してハイパスフィルター処理を行うことにより、加速度データAを生成する。歩行中の人体の移動軌跡を測定する場合、カットオフ周波数は、歩行周期(秒)を2倍した値の逆数を例示することができ、通常は0.1〜1Hz程度である。 The filter processing means 10 is a high-pass filter, and removes a low-frequency component that is equal to or lower than the cutoff frequency from the frequency components included in the detection signal input from the acceleration sensor 2. Specifically, conversion data a i obtained by multiplying N sampling data of the detection signal d i (i = 1, 2,..., N) by a voltage-acceleration conversion coefficient α is obtained, and this conversion data is obtained. Acceleration data A i is generated by performing high-pass filtering on a i . When measuring the movement trajectory of a human body during walking, the cut-off frequency can exemplify the reciprocal of a value obtained by doubling the walking cycle (seconds), and is usually about 0.1 to 1 Hz.

フィルタ処理手段10から出力される加速度データAは、速度データ算出手段12に入力される。速度データ算出手段12は、加速度データAを順次加算することにより積分を行い、仮の速度データvを求める。すなわち、サンプリング時間間隔をΔtとすると、v=A・Δt+vi−1である。但し、初期速度v=0とする。 The acceleration data A i output from the filter processing means 10 is input to the speed data calculation means 12. Velocity data calculating means 12 performs integration by sequentially adding the acceleration data A i, obtain the velocity data v i of the temporary. That is, when the sampling time interval is Δt, v i = A i · Δt + v i−1 . However, it is assumed that the initial speed v 0 = 0.

フィルタ処理手段10を介して出力される加速度データAには、フィルタ処理手段10において除去できない直流成分などの誤差要因が含まれており、仮の速度データvを求める際には、この誤差が積分されて累積される。本発明者らは、仮の速度データvに含まれる上記累積された誤差項が、一次式で近似可能な直線状の値として把握できることを見出した。 The acceleration data A i output through the filtering means 10, which includes an error factor such as the direct current component can not be removed in the filter processing unit 10, when determining the velocity data v i of the temporary, the error Are integrated and accumulated. The present inventors have found that the accumulated error term is included in the tentative speed data v i is found that can be grasped as a linear value that can be approximated by a linear equation.

そこで、速度データ算出手段12は、最小二乗法により仮の速度データvの一次回帰直線を求め、この一次回帰直線を用いて仮の速度データvを補正することにより、補正
速度データVを算出する。すなわち、仮の速度データvに対して、v=c・t+dという一次回帰式を仮定して、最小二乗法により係数c,dを求める。vに含まれる誤差項Lは、得られた係数c,dを用いて、L=c・t+dから算出することができ、補正速度データVは、V=v−Lとして計算することができる。この補正速度データVは、周期運動体の平均速度(例えば、人体の歩行運動の場合、前方に約3km/h)に対する相対速度として求められる。
Therefore, the velocity data calculating means 12 calculates a primary regression line of the temporary speed data v i by the least squares method, by correcting the velocity data v i provisional using the primary regression line, corrected velocity data V i Is calculated. That is, the coefficients c and d are obtained by the least square method assuming a linear regression equation of v i = c · t + d with respect to the temporary velocity data v i . The error term L i included in v i can be calculated from L i = c · t + d using the obtained coefficients c and d, and the corrected speed data V i is V i = v i −L i. Can be calculated as The corrected speed data V i is obtained as a relative speed with respect to the average speed of the periodic motion body (for example, about 3 km / h forward in the case of a human body walking motion).

こうして得られた補正速度データVは、位置データ算出手段14に入力される。位置データ算出手段14は、補正速度データVを順次加算することにより積分を行い、仮の位置データxを求める。すなわち、サンプリング時間間隔をΔtとすると、x=V・Δt+xi−1である。但し、初期位置x=0とする。
あるいは、加速度データAを考慮して、仮の位置データxを、x=1/2・A・Δt2+・Δt+xi−1から算出してもよい。尚、加速度データA及び補正速度データVの積分は、順次加算以外に、例えばシンプソンの公式などを用いる他の公知の方法で行うこともできる。
The corrected speed data V i obtained in this way is input to the position data calculation means 14. Position data calculating means 14 performs integration by sequentially adding the correction velocity data V i, obtaining the position data x i of the temporary. That is, assuming that the sampling time interval is Δt, x i = V i · Δt + x i−1 . However, it is assumed that the initial position x 0 = 0.
Alternatively, in consideration of the acceleration data A i , the temporary position data x i may be calculated from x i = ½ · A i · Δt 2 + V i · Δt + x i−1 . The integration of the acceleration data A i and the corrected velocity data V i can be performed by other known methods using, for example, the Simpson formula, in addition to the sequential addition.

こうして得られた仮の位置データxは、上述したようにフィルタ処理手段10において除去できない直流成分などの誤差が含まれている。そこで、位置データ算出手段14は、最小二乗法により仮の位置データxの二次回帰曲線を求め、この二次回帰曲線を用いて仮の位置データxを補正することにより、補正位置データXを算出する。すなわち、仮の位置データxに対して、x=e・t+f・t+gという二次回帰式を仮定し、最小二乗法により係数e,f,gを求める。xに含まれる誤差項Cは、得られた係数e,f,gを用いて、C=e・t+f・t+gから算出することができ、補正位置データXは、X=x−Cとして計算することができる。この補正位置データXは、周期運動体が平均速度で移動したと仮定した場合の基準位置に対する相対位置として求められる。 The temporary position data x i obtained in this way includes errors such as a direct current component that cannot be removed by the filter processing means 10 as described above. Therefore, the position data calculation means 14 obtains a quadratic regression curve of the temporary position data x i by the least square method, and corrects the temporary position data x i using this quadratic regression curve, thereby correcting the corrected position data. X i is calculated. That is, for the temporary position data x i , assuming a quadratic regression equation x i = e · t 2 + f · t + g, the coefficients e, f, and g are obtained by the least square method. The error term C i included in x i can be calculated from C i = e · t 2 + f · t + g using the obtained coefficients e, f, and g, and the corrected position data X i is expressed as X i = X i -C i can be calculated. The corrected position data X i is obtained as a relative position with respect to the reference position when it is assumed that the periodic moving body has moved at an average speed.

こうして得られた位置データXは、移動軌跡生成手段16に入力される。移動軌跡生成手段16は、各軸方向の位置データXの時系列変化から移動軌跡を生成し、モニタなどに出力する。 The position data X i obtained in this way is input to the movement locus generating means 16. The movement trajectory generation means 16 generates a movement trajectory from the time-series change of the position data X i in each axis direction and outputs it to a monitor or the like.

加速度センサ2を把持し、机の上に固定された四角形の板の辺に沿って実際に動かした時の移動軌跡を求めた。図2(a)〜(c)は、それぞれ加速度データA、補正速度データV及び補正位置データXを示している。図2(b)及び(c)に示すように、速度データ算出手段12及び位置データ算出手段14における補正処理により、補正速度データV及び補正位置データXは、加速度データAに含まれている測定誤差が除去されていることがわかる。この結果、移動軌跡生成手段16により生成された移動軌跡は、図2(d)に示すように、周期運動の移動軌跡が精度良く再現される結果となった。図3は、同様の試験を、移動軌跡が四角形以外に、三角形や五角形の場合についても行い、算出した移動軌跡(濃色線)をPSDカメラで撮影した移動軌跡(淡色線)と比較したものである。いずれの場合においても、実際の移動軌跡に近い算出結果が得られている。尚、加速度センサ2の移動は平面に沿って行っているため、図2及び図3においては、2方向のみの測定結果を表示している。 The acceleration trajectory 2 was grasped, and the movement trajectory when actually moving along the side of the rectangular plate fixed on the desk was obtained. FIGS. 2A to 2C show acceleration data A i , correction speed data V i, and correction position data X i , respectively. As shown in FIGS. 2B and 2C, the corrected velocity data V i and the corrected position data X i are included in the acceleration data A i by the correction processing in the velocity data calculating unit 12 and the position data calculating unit 14. It can be seen that the measurement error is eliminated. As a result, the movement trajectory generated by the movement trajectory generation means 16 has a result that the movement trajectory of the periodic motion is accurately reproduced as shown in FIG. Fig. 3 shows the same test performed for a triangle or pentagon in addition to a square, and the calculated movement trajectory (dark line) was compared with the movement trajectory (light line) taken with a PSD camera. It is. In any case, a calculation result close to the actual movement trajectory is obtained. Since the acceleration sensor 2 is moved along a plane, the measurement results in only two directions are displayed in FIGS.

また、図4は、歩行中の体重心の移動軌跡を求めた結果である。本実験においては、移動軌跡算出装置1を加速度センサ2と一体化してケーシング内に収容し、これを被験者の背中側のベルト部分に取り付けて、加速度センサ2が体重心位置に設置されるように固定した。図4(a)〜(c)は、それぞれ加速度データA、補正速度データV及び補正位置データXを示している。このときの移動軌跡を、図5に示す。図5(a)〜(c)
は、被験者をそれぞれ正面から見た状態、右方からみた状態、及び、上方からみた状態である。いずれの状態においても、周期運動が精度良く再現されていることがわかる。
FIG. 4 shows the result of obtaining the movement locus of the body center of gravity during walking. In this experiment, the movement trajectory calculation device 1 is integrated with the acceleration sensor 2 and accommodated in the casing, and is attached to the belt portion on the back side of the subject so that the acceleration sensor 2 is installed at the body center of gravity position. Fixed. 4A to 4C show acceleration data A i , correction speed data V i, and correction position data X i , respectively. The movement trajectory at this time is shown in FIG. 5A to 5C
Are the state of the subject as seen from the front, the state as seen from the right side, and the state as seen from above. It can be seen that in any state, the periodic motion is accurately reproduced.

このように、本発明の移動軌跡算出装置によれば、従来は困難であった周期運動体の移動軌跡を精度良く算出することができる。また、この移動軌跡算出装置を携帯可能に構成することで測定条件の制約を受けにくく、更に、人体における衣服内部の部分の動きなど、画像処理では不可能な周期運動の移動軌跡も容易に算出することができるので、幅広い分野への応用が可能である。   Thus, according to the movement trajectory calculation apparatus of the present invention, it is possible to accurately calculate the movement trajectory of the periodic moving body, which has been difficult in the past. In addition, by making this movement trajectory calculation device portable, it is less likely to be subject to measurement condition restrictions, and it is also easy to calculate movement trajectories of periodic movements that are impossible with image processing, such as the movement of parts inside clothing on the human body. Can be applied to a wide range of fields.

本発明の一実施形態に係る周期運動体の移動軌跡算出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the movement track | orbit calculation apparatus of the periodic exercise body which concerns on one Embodiment of this invention. 前記移動軌跡算出装置により周期運動体の移動軌跡を算出した過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the process which calculated the movement locus | trajectory of the periodic motion body with the said movement locus | trajectory calculation apparatus. 前記移動軌跡算出装置により周期運動体の移動軌跡を算出した過程の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the process in which the movement locus | trajectory of the periodic motion body was computed by the said movement locus | trajectory calculation apparatus. 前記移動軌跡算出装置により周期運動体の移動軌跡を算出した過程の更に他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of the process which calculated the movement locus | trajectory of the periodic motion body with the said movement locus | trajectory calculation apparatus. 図4に示す周期運動体の移動軌跡の算出過程から得られた周期運動体の移動軌跡を示す図である。It is a figure which shows the movement locus | trajectory of the periodic motion body obtained from the calculation process of the movement locus | trajectory of the periodic motion body shown in FIG. 従来の方法により周期運動体の移動軌跡を算出した過程を示す図である。It is a figure which shows the process which calculated the movement locus | trajectory of the periodic motion body by the conventional method.

符号の説明Explanation of symbols

1 移動軌跡算出装置
2 加速度センサ
10 フィルタ処理手段
12 速度データ算出手段
14 位置データ算出手段
16 移動軌跡生成手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Movement locus calculation apparatus 2 Acceleration sensor 10 Filter processing means 12 Speed data calculation means 14 Position data calculation means 16 Movement locus generation means

Claims (4)

周期運動体に取り付けられた加速度センサの検出信号に基づいて、該周期運動体の移動軌跡を算出する方法であって、
前記検出信号に対してフィルタ処理を施して、低周波成分が除去された加速度データを生成するフィルタ処理ステップと、
前記加速度データを積分して得られた仮の速度データに対する一次回帰直線を求め、該一次回帰直線を用いて前記仮の速度データを補正することにより、補正速度データを生成する速度データ算出ステップと、
前記補正速度データを積分して得られた仮の位置データに対する二次回帰曲線を求め、該二次回帰曲線を用いて前記仮の位置データを補正することにより、補正位置データを生成する位置データ算出ステップとを備える周期運動体の移動軌跡算出方法。
A method of calculating a movement trajectory of the periodic motion body based on a detection signal of an acceleration sensor attached to the periodic motion body,
A filter processing step of performing a filtering process on the detection signal to generate acceleration data from which low-frequency components are removed;
A velocity data calculation step for obtaining corrected velocity data by obtaining a primary regression line for temporary velocity data obtained by integrating the acceleration data, and correcting the temporary velocity data using the primary regression line; ,
Position data for generating corrected position data by obtaining a quadratic regression curve for the temporary position data obtained by integrating the corrected velocity data and correcting the temporary position data using the quadratic regression curve A moving trajectory calculation method for a periodic moving body comprising a calculating step.
前記周期運動体は人体である請求項1に記載の周期運動体の移動軌跡算出方法。 The method according to claim 1, wherein the periodic motion body is a human body. 前記加速度センサの検出信号は、直交する3軸方向の各検出成分を含む請求項1又は2に記載の周期運動体の移動軌跡算出方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the detection signal of the acceleration sensor includes detection components in three orthogonal directions orthogonal to each other. 周期運動体に取り付けられた加速度センサの検出信号に基づいて、該周期運動体の移動軌跡を算出する装置であって、
前記検出信号に対してフィルタ処理を施して、低周波成分が除去された加速度データを生成するフィルタ処理手段と、
前記加速度データを積分して得られた仮の速度データに対する一次回帰直線を求め、該一次回帰直線を用いて前記仮の速度データを補正することにより、補正速度データを生成する速度データ算出手段と、
前記補正速度データを積分して得られた仮の位置データに対する二次回帰曲線を求め、該二次回帰曲線を用いて前記仮の位置データを補正することにより、補正位置データを生成する位置データ算出手段とを備える周期運動体の移動軌跡算出装置。
An apparatus for calculating a movement trajectory of the periodic motion body based on a detection signal of an acceleration sensor attached to the periodic motion body,
Filter processing means for applying a filtering process to the detection signal to generate acceleration data from which low-frequency components have been removed;
A velocity data calculating means for obtaining corrected velocity data by obtaining a linear regression line for the temporary velocity data obtained by integrating the acceleration data and correcting the temporary velocity data using the linear regression line; ,
Position data for generating corrected position data by obtaining a quadratic regression curve for the temporary position data obtained by integrating the corrected velocity data and correcting the temporary position data using the quadratic regression curve A moving trajectory calculation apparatus for a periodic moving body, comprising: a calculating means.
JP2004370509A 2004-12-22 2004-12-22 Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body Pending JP2006177749A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004370509A JP2006177749A (en) 2004-12-22 2004-12-22 Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004370509A JP2006177749A (en) 2004-12-22 2004-12-22 Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006177749A true JP2006177749A (en) 2006-07-06

Family

ID=36732001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004370509A Pending JP2006177749A (en) 2004-12-22 2004-12-22 Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006177749A (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009279019A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Wakasawan Energ Kenkyu Center Body motion monitoring system in radiotherapy
JP2010110399A (en) * 2008-11-05 2010-05-20 Hirosaki Univ System for evaluation of walking characteristic and track generation method
WO2012014714A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 オムロンヘルスケア株式会社 Gait change determination device
JP2012055624A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Fujitsu Ltd Information processing method, device and program
JP2012118924A (en) * 2010-12-03 2012-06-21 Toyota Motor Corp Center-of-gravity position estimation device, method, and input apparatus
JP2012205816A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Omron Healthcare Co Ltd Walking posture determination device
US9138174B2 (en) 2008-05-12 2015-09-22 Koninklijke Philips N.V. Displacement measurement in a fall detection system
JP2016220923A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Mobile motion analysis apparatus, system, and program
JP2016220924A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Mobile motion analysis device, mobile motion analysis system, and program
JP2016220922A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Locomotive motion analysis apparatus and system, and program
JP2017035449A (en) * 2015-08-11 2017-02-16 マイクロストーン株式会社 Walking guide method and walking guide device
KR101732835B1 (en) 2013-02-04 2017-05-04 가부시키가이샤 리코 Inertial device, method, and program
JP2018029988A (en) * 2014-09-04 2018-03-01 リオモ インクLEOMO, Inc. Motion capture system, method and program
US10292107B2 (en) 2016-02-11 2019-05-14 Samsung Entertainment Co., Ltd Electronic device and method for providing route information
WO2019203188A1 (en) * 2018-04-17 2019-10-24 ソニー株式会社 Program, information processing device, and information processing method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52113787A (en) * 1976-03-19 1977-09-24 Yokogawa Hokushin Electric Corp Wave height meter of acceleration detection type
JPS59225315A (en) * 1983-06-06 1984-12-18 Tokyo Keiki Co Ltd Coordinates position detecting apparatus
JPS61212716A (en) * 1985-03-18 1986-09-20 Zeniraito V:Kk Wave observing apparatus using acceleration sensor
JPH03243808A (en) * 1990-02-21 1991-10-30 Nissan Motor Co Ltd Relative displacement detecting method
JPH11211472A (en) * 1998-01-27 1999-08-06 Japan Aviation Electronics Ind Ltd Vertical displacement measurement device
US6292751B1 (en) * 2000-02-08 2001-09-18 Bae Systems Positioning refinement algorithm
JP2003093566A (en) * 2001-09-26 2003-04-02 Microstone Corp Method for discriminating movement and movement sensing module
JP2003130629A (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Kayaba Ind Co Ltd Displacement measuring device and its measuring method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52113787A (en) * 1976-03-19 1977-09-24 Yokogawa Hokushin Electric Corp Wave height meter of acceleration detection type
JPS59225315A (en) * 1983-06-06 1984-12-18 Tokyo Keiki Co Ltd Coordinates position detecting apparatus
JPS61212716A (en) * 1985-03-18 1986-09-20 Zeniraito V:Kk Wave observing apparatus using acceleration sensor
JPH03243808A (en) * 1990-02-21 1991-10-30 Nissan Motor Co Ltd Relative displacement detecting method
JPH11211472A (en) * 1998-01-27 1999-08-06 Japan Aviation Electronics Ind Ltd Vertical displacement measurement device
US6292751B1 (en) * 2000-02-08 2001-09-18 Bae Systems Positioning refinement algorithm
JP2003093566A (en) * 2001-09-26 2003-04-02 Microstone Corp Method for discriminating movement and movement sensing module
JP2003130629A (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Kayaba Ind Co Ltd Displacement measuring device and its measuring method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
佐藤康弘、外3名: ""ペンセンシング型筆記座標入力装置の開発"", 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集, JPN6009016595, 2000, pages 1 - 02, ISSN: 0001472550 *
竹之下航洋、外3名: ""携帯型加速度モニタ装置を用いた高齢者の定量歩行評価システム"", 生体医工学, vol. 43, no. 1, JPN6009060632, 10 March 2005 (2005-03-10), pages 140 - 150, ISSN: 0001472549 *

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9138174B2 (en) 2008-05-12 2015-09-22 Koninklijke Philips N.V. Displacement measurement in a fall detection system
JP2009279019A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Wakasawan Energ Kenkyu Center Body motion monitoring system in radiotherapy
JP2010110399A (en) * 2008-11-05 2010-05-20 Hirosaki Univ System for evaluation of walking characteristic and track generation method
WO2012014714A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 オムロンヘルスケア株式会社 Gait change determination device
JP2012024449A (en) * 2010-07-27 2012-02-09 Omron Healthcare Co Ltd Gait change determination device
US8608671B2 (en) 2010-07-27 2013-12-17 Omron Healthcare Co., Ltd. Gait change determination device
JP2012055624A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Fujitsu Ltd Information processing method, device and program
JP2012118924A (en) * 2010-12-03 2012-06-21 Toyota Motor Corp Center-of-gravity position estimation device, method, and input apparatus
JP2012205816A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Omron Healthcare Co Ltd Walking posture determination device
KR101732835B1 (en) 2013-02-04 2017-05-04 가부시키가이샤 리코 Inertial device, method, and program
JP2018029988A (en) * 2014-09-04 2018-03-01 リオモ インクLEOMO, Inc. Motion capture system, method and program
JP2016220924A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Mobile motion analysis device, mobile motion analysis system, and program
JP2016220922A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Locomotive motion analysis apparatus and system, and program
JP2016220923A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Mobile motion analysis apparatus, system, and program
JP2017035449A (en) * 2015-08-11 2017-02-16 マイクロストーン株式会社 Walking guide method and walking guide device
US10292107B2 (en) 2016-02-11 2019-05-14 Samsung Entertainment Co., Ltd Electronic device and method for providing route information
WO2019203188A1 (en) * 2018-04-17 2019-10-24 ソニー株式会社 Program, information processing device, and information processing method
JPWO2019203188A1 (en) * 2018-04-17 2021-07-15 ソニーグループ株式会社 Programs, information processing devices, and information processing methods
JP7176563B2 (en) 2018-04-17 2022-11-22 ソニーグループ株式会社 Program, information processing device, and information processing method
JP2023016825A (en) * 2018-04-17 2023-02-02 ソニーグループ株式会社 Program, information processing device, and information processing method
US11675418B2 (en) 2018-04-17 2023-06-13 Sony Corporation Program, information processor, and information processing method for blending motions of a plurality of actors
US11726549B2 (en) 2018-04-17 2023-08-15 Sony Corporation Program, information processor, and information processing method
JP7396438B2 (en) 2018-04-17 2023-12-12 ソニーグループ株式会社 Program, information processing device, and information processing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006177749A (en) Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body
Luinge et al. Inclination measurement of human movement using a 3-D accelerometer with autocalibration
JP6080078B2 (en) Posture and walking state estimation device
Lee et al. Quasi real-time gait event detection using shank-attached gyroscopes
Roetenberg et al. Estimating body segment orientation by applying inertial and magnetic sensing near ferromagnetic materials
EP2850392B1 (en) Method for step detection and gait direction estimation
Bonnet et al. Monitoring of hip and knee joint angles using a single inertial measurement unit during lower limb rehabilitation
JP4547537B2 (en) BODY STATE DETECTION DEVICE, DETECTION METHOD AND DETECTION PROGRAM
CN108338791B (en) Detection device and detection method for unsteady motion data
JP5421571B2 (en) Walking characteristic evaluation system and locus generation method
JP2006118909A (en) Walking meter
KR100620118B1 (en) Gait pattern analysis device using inertial sensor and its method
Watanabe et al. A study on IMU-based stride length estimation for motor disabled subjects: A comparison under different calculation methods of rotation matrix
Kalkbrenner et al. Motion capturing with inertial measurement units and kinect-tracking of limb movement using optical and orientation information
Han et al. Driver head posture monitoring using mems magnetometer and neural network for long-distance driving fatigue analysis
Kong et al. Comparison of gait event detection from shanks and feet in single-task and multi-task walking of healthy older adults
Van Meulen et al. Assessment of lower arm movements using one inertial sensor
JP5071822B2 (en) Physical state detection device, detection method thereof, and detection program
González et al. Subject-specific center of mass estimation for in-home rehabilitation–Kinect-Wii board vs. Vicon-force plate
Bailey et al. Investigation of sensor parameters for kinematic assessment of steady state running using foot mounted IMUs
CN208591046U (en) The detection device of unstable motion data
Channells et al. Determination of rotational kinematics of the lower leg during sprint running using accelerometers
Crabolu et al. Evaluation of the accuracy in the determination of the center of rotation by magneto-inertial sensors
Cerny et al. Estimation of walked distance using inertial sensors under real conditions
Dadashi et al. Frontcrawl propulsive phase detection using inertial sensors

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100217

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100707