JP2005314847A - Method and apparatus for measuring body shape - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、人体形状の測定に関する。 The present invention relates to measurement of a human body shape.
特許文献1は、高周波を用いた距離測定を開示している。アンテナから指向性のある高周波を放射して、高周波の周波数を変化させながら、反射波と進行波とで構成される定在波の強度を測定する。得られた定在波の強度を周波数に関してフーリエ変換すると、対象物までの距離を変数とする定在波の強度が得られ、例えばこの強度の最大値から対象物との距離が定まる。 Patent Document 1 discloses distance measurement using a high frequency. The intensity of a standing wave composed of a reflected wave and a traveling wave is measured while radiating a directional high frequency from an antenna and changing the frequency of the high frequency. When the intensity of the obtained standing wave is Fourier-transformed with respect to the frequency, the intensity of the standing wave with the distance to the object as a variable is obtained. For example, the distance to the object is determined from the maximum value of the intensity.
発明者らは、この技術を人体形状の測定、特にアパレル向きの人体形状の測定、に応用することを検討した。この過程で発明者は以下のことを見出した。人が一定の姿勢を保っていることができる時間は例えば10秒程度で、この時間内に測定しないと人の姿勢がぶれて測定が難しくなる。このため高速で測定する必要がある。また人体の表面は必ずしも鉛直ではなく、鉛直から傾いた面にビームを照射すると、反射波はアンテナに戻らず、距離測定が難しくなる。
この発明の課題は、高速かつ正確に人体形状を測定できるようにすることにある。
この発明の補助的な課題は、距離測定の精度を増すことにある。
An object of the present invention is to enable measurement of a human body shape at high speed and accurately.
An auxiliary problem of the present invention is to increase the accuracy of distance measurement.
この発明の人体形状測定方法は、ビーム源から人体表面に向けてビームを放射し、人体表面でのビームの反射に基づく定在波の強度を、前記ビームの周波数を変えながら測定して、人体表面との距離を求める方法において、前記ビーム源を環状で昇降自在にもしくは線状で回動自在に複数個配置すると共に、前記複数個のビーム源の少なくとも一部について、その向きを上向きあるいは/及び下向きに配置したことを特徴とする。 The human body shape measuring method of the present invention radiates a beam from a beam source toward the human body surface, measures the intensity of the standing wave based on the reflection of the beam on the human body surface while changing the frequency of the beam, In the method for determining the distance to the surface, a plurality of the beam sources are arranged in a ring shape so as to be movable up and down or linearly and rotated, and at least a part of the plurality of beam sources is oriented upward or / And, it is arranged downward.
この発明の人体形状測定装置は、ビーム源から人体表面に向けてビームを放射し、人体表面でのビームの反射に基づく定在波の強度を前記ビームの周波数を変えながら測定して、人体表面との距離を求める装置において、前記ビーム源を環状で昇降自在にもしくは線状で回動自在に複数個配置すると共に、前記複数個のビーム源の少なくとも一部について、その向きを上向きあるいは/及び下向きに配置したことを特徴とする。 The human body shape measuring apparatus of the present invention radiates a beam from a beam source toward the human body surface, measures the intensity of the standing wave based on the reflection of the beam on the human body surface while changing the frequency of the beam, and A plurality of the beam sources are arranged in a ring shape so as to be movable up and down or linearly and rotated, and at least a part of the plurality of beam sources is directed upward or / and It is characterized by being placed downward.
好ましくは、人体の胸側に対して下向きのビーム源を上向きのビーム源よりも多く配置し、かつ人体の背中側に対して上向きのビーム源を下向きのビーム源よりも多く配置する。 Preferably, more beam sources pointing downward with respect to the chest side of the human body are arranged than upward beam sources, and more beam sources pointing upward with respect to the back side of the human body are arranged than beam sources facing downward.
ビーム源は例えば昇降自在なリング状に配置し、リングは人が通るためなどのスリットを設けても、スリットを設けなくても良い。またビーム源は人体の周囲を回動するように、1本〜4本程度の直線などの線状に配置する。ビームは実施例で示す高周波の他に、超音波などでも良く、距離測定の原理はフーリエ変換でも、他のものでも良い。 The beam source is arranged in a ring shape that can be raised and lowered, for example, and the ring may or may not be provided with a slit for passing a person. Further, the beam source is arranged in a line shape such as about 1 to 4 straight lines so as to rotate around the human body. In addition to the high frequency shown in the embodiment, the beam may be an ultrasonic wave, and the principle of distance measurement may be Fourier transform or other.
好ましくは、人体の胸側に対して前記ビーム源の向きを水平面から下向き30°〜上向き10°とし、人体の背中側に対して前記ビーム源の向きを水平面から上向き30°〜下向き10°とする。なおこの明細書で水平向きは水平面から例えば±10°以内の角度を意味し、好ましくは水平面から±5°以内の角度を意味する。下向きは好ましくは水平面から下向き10°〜30°、より好ましくは12°〜25°とし、上下向きは好ましくは水平面から上向き10°〜30°、より好ましくは12°〜25°とする。 Preferably, the direction of the beam source with respect to the chest side of the human body is 30 ° to 10 ° upward from the horizontal plane, and the direction of the beam source with respect to the back side of the human body is 30 ° to 10 ° downward from the horizontal plane. To do. In this specification, the horizontal direction means an angle within ± 10 ° from the horizontal plane, and preferably means an angle within ± 5 ° from the horizontal plane. The downward direction is preferably 10 ° to 30 ° downward from the horizontal plane, more preferably 12 ° to 25 °, and the vertical direction is preferably upward 10 ° to 30 °, more preferably 12 ° to 25 ° from the horizontal plane.
好ましくは、走査の途中でビーム源を回動させることによるロスタイムを考慮し、前記ビーム源の鉛直面内での向きを固定して、人体の胸側に対して下向きのビーム源と水平向きのビーム源とを設け、人体の背中側に対して上向きのビーム源と水平向きのビーム源とを設ける。 Preferably, in consideration of the loss time caused by rotating the beam source in the middle of scanning, the orientation of the beam source in the vertical plane is fixed, and the beam source facing downward with respect to the chest side of the human body A beam source is provided, and an upward beam source and a horizontal beam source are provided with respect to the back side of the human body.
なおビーム源の向きを鉛直面内で首振り自在にして、人体に対するビーム源の向きに合わせて、上向き/水平向き/下向きを切り替えるようにしても良い。このようにすると、人体との距離が得られない向きのビーム源を減らし測定精度を向上できるが、ビーム源の回動のために測定時間が長くなる。 Note that the direction of the beam source may be freely swung in the vertical plane, and the upward / horizontal / downward direction may be switched in accordance with the direction of the beam source relative to the human body. In this way, the beam source in the direction where the distance from the human body cannot be obtained can be reduced and the measurement accuracy can be improved, but the measurement time becomes longer due to the rotation of the beam source.
好ましくは、前記各ビーム源により人体表面との距離を走査した走査線を求めると共に、該距離の走査線の間で求めた距離を互いに補間する。 Preferably, scanning lines obtained by scanning the distance from the human body surface with each beam source are obtained, and the obtained distances are interpolated between the scanning lines of the distances.
この発明の人体形状の測定では、水平方向以外に上向きあるいは/及びや下向きのビームを用いるので、人体の表面が鉛直が外れて水平方向のビームでは定在波が形成されにくい位置でも、人体との距離を測定できる。そして複数のビーム源を昇降あるいは回動させて、各ビーム源で人体との距離を走査するので、短時間で人体形状を正確に測定できる。 In the measurement of the human body shape according to the present invention, an upward or / and a downward beam is used in addition to the horizontal direction, so that the human body surface is not vertically formed and a standing wave is not easily formed with the horizontal beam. Can be measured. Since the plurality of beam sources are moved up and down or rotated and the distance from the human body is scanned with each beam source, the human body shape can be accurately measured in a short time.
ここで、人体の胸側に対して下向きのビーム源を上向きのビーム源よりも多く配置し、かつ人体の背中側に対して上向きのビーム源を下向きのビーム源よりも多く配置すると、前肩のように反射波が斜め上方に逃げやすい位置でも人体との距離を測定でき、また腰から背中にかけての屈曲した部分のように、反射波が下向きに逃げやすい部分でも人体との距離を測定できる。 Here, if more beam sources pointing downward with respect to the chest side of the human body are arranged than the beam sources pointing upward and more beam sources pointing upward with respect to the back side of the human body are arranged than beam sources pointing downward, the front shoulder The distance from the human body can be measured even at a position where the reflected wave easily escapes diagonally upward, and the distance from the human body can be measured even at a portion where the reflected wave easily escapes downward, such as a bent part from the waist to the back. .
上向きや下向きのビームの向きは、例えば水平面から10°〜30°とし、これは人体に対して経験的に定めた数値である。特に10°未満では、前肩の部分や背中の屈曲部などで定在波が得られ難くなり、30°を越えると上向きや下向きのビームは人体のうちで鉛直の部分の測定には役立たなくなる。そこで水平面からの傾きを10°〜30°とすると、人体表面が鉛直に近い場所でも、肩や肩胛骨の付近などのように、傾いた場所でも共に距離の測定に用いることができる。鉛直面内でのビームの向きは固定でも可変でも良い。 The direction of the upward or downward beam is, for example, 10 ° to 30 ° from the horizontal plane, which is a numerical value determined empirically for the human body. In particular, when the angle is less than 10 °, standing waves are difficult to obtain at the front shoulder and the bent portion of the back, and when it exceeds 30 °, the upward and downward beams are not useful for measuring the vertical portion of the human body. . Therefore, if the inclination from the horizontal plane is 10 ° to 30 °, the human body surface can be used for distance measurement even in a place where the surface of the human body is close to a vertical position, such as near the shoulder or shoulder rib. The direction of the beam in the vertical plane may be fixed or variable.
下向きや上向きのビームでは、人体形状が鉛直に近い部分で走査線のデータが飛び、データが得られない点が生じることがある。また水平向きのビームでは、人体形状が鉛直から外れる点でデータが飛ぶことがある。そこで複数のビーム源から得られた距離を互いに補間すると、全体として正確な人体形状が得られる。 With a downward or upward beam, scanning line data may jump at portions where the human body shape is nearly vertical, and data may not be obtained. Also, with horizontal beams, data may fly at points where the human body shape deviates from vertical. Therefore, when the distances obtained from a plurality of beam sources are interpolated with each other, an accurate human body shape can be obtained as a whole.
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。 In the following, an optimum embodiment for carrying out the present invention will be shown.
図1〜図15に、実施例とその変形とを示す。図1に人体形状測定装置2の外形を示すと、3は人が立つための台で、4はその周囲を取り巻くフレームで、支柱6を備えている。環状の昇降台8は支柱6に沿って昇降し、好ましくは24個〜32個、より広くは16個〜64個のホーンアンテナ10を備えている。なおホーンアンテナ10は回折損などの少ない高周波用のアンテナで、28〜30GHz程度の電波のアンテナとして用い、アンテナの種類自体は任意である。また人体形状の測定時間は10秒以下で、この間に昇降台8は昇降する。
1 to 15 show an embodiment and its modifications. FIG. 1 shows the outer shape of the human body
実施例では図2に示すように、水平向き、下向き、上向きの3種類のホーンアンテナを用い、12は水平方向アンテナ,13は下向きアンテナ,14は上向きアンテナで、鉛直面内での向きは固定である。アンテナ12〜14を全体として示す場合はホーンアンテナ10と呼び、アンテナの向きを問題にする場合はアンテナ12,13,14のように記載する。また水平向きとはビームの向きが水平面から±10°以内、好ましくは±5°以内を意味し、下向きは例えば水平面から下向き10°〜30°の向きで、好ましくは12°〜25°で、実施例では18°とする。上向きは例えば水平面から上向き10°〜30°の向きで、好ましくは12°〜25°で、実施例では18°の向きとする。
In the embodiment, as shown in FIG. 2, three types of horn antennas, horizontal, downward and upward, are used, 12 is a horizontal antenna, 13 is a downward antenna, 14 is an upward antenna, and the orientation in the vertical plane is fixed. It is. When the
実施例ではアンテナ12〜14の向きを固定したが、首振りアクチュエータ15を設けて、ホーンアンテナ10を鉛直面内で例えば水平面から±30°の範囲で回動させて、ビームの向きを変えても良い。この場合、例えば昇降台8の昇降と同時に、首振りアクチュエータ15を動作させて、ホーンアンテナ10の向きを変え、一種類のアンテナで人体に対する向きに合わせて、アンテナの向きを変更する。
In the embodiment, the directions of the
図1に戻り、高周波回路16はホーンアンテナ10に対して高周波を供給し、ホーンアンテナ10中の進行波と人体からの反射波との定在波を検出し、例えばDC成分を除去した後に、信号処理部17へ出力する。ホーンアンテナ10を複数設けるので、互いの干渉を防止するため、アンテナ毎に周波数を異ならせる、もしくはホーンアンテナが水平偏向もしくは垂直偏向のように特定方向に偏向した電波を通すことを利用して、隣り合ったホーンアンテナ間で偏向の向きを90°変えることが好ましい。例えば32個のホーンアンテナを用いると、周波数のみで干渉を防止する場合、32通りの周波数のスイープパターンが必要で、偏向を利用すると例えば16通りの周波数のスイープパターンが必要になる。信号処理部17は、デジタルシグナルプロセッサやパーソナルコンピュータレベルの信号処理回路で構成し、例えば32個のホーンアンテナで求めた人体との距離の走査線から、昇降台8の昇降面からの人体との距離の分布を求め、これを信号処理して、人体形状を算出する。求めた人体形状はモニタ18などに出力され、キーボード19からの人体形状測定装置2への入力を受け付ける。
Returning to FIG. 1, the
ホーンアンテナ10の構造を図3に示すと、21は導波管で、高周波発振回路からの高周波を受け入れ、先端の拡開されたホーン22から高周波を放射する。導波管21中にピックアップ23を挿入して、GaAsショットキーダイオードなどの検波回路24により検波し、コンデンサなどを用いたDCエリミネータ25によりDC成分を除去して、出力する。なおDCエリミネータ25は設けなくてもよい。定在波検出用のピックアップ23は、ホーンアンテナ10とは別のアンテナ内に設けても良いが、高周波用の導波管やアンテナは高価で、送信用のホーンアンテナ10内にピックアップ23を設けることが好ましい。
When the structure of the
図4〜図6にアンテナ12〜14の配置を示す。人体30の胸側には例えば水平方向アンテナ12と下向きアンテナ13とを混在させて配置し、背中向きには例えば水平方向アンテナ12と上向きアンテナ14とを混在させて配置する。ホーンアンテナは、人体30の胴62の前後と右腕63,左腕64,及び脇65,66の表面へ向けて配置し、台上では人は両腕をやや拡げて、両腕と脇65,66の間に隙間を開けて、脇65,66の位置を測定できるようにする。
The arrangement of the
図5は楕円状の昇降台9を示し、各アンテナから人体表面までの距離を一定に近づけ、測定がしやすくなる点で好ましい。図6は、人体の各部での水平方向測定点68,下向き測定点69及び上向き測定点70の配置を示す。 FIG. 5 shows an elliptical lifting platform 9, which is preferable in that the distance from each antenna to the surface of the human body is made constant and measurement is easy. FIG. 6 shows the arrangement of horizontal measurement points 68, downward measurement points 69, and upward measurement points 70 in each part of the human body.
図7に人体30を模式的に示し、胸側では胸の上部から肩で表面が丸く後退し、水平方向のビームでは上向きに反射されて定在波を検出しにくくなる。そこで下向きにビームを放射すると、定在波がアンテナと人体表面との間で形成されやすい。背中側では腰から背骨の部分(例えば肩胛骨)の付近で人体表面がせり出し、水平方向のビームでは下向きに反射されて定在波を検出しにくくなる。そこで上向きにアンテナを配置して上向きにビームを放射すると、定在波がアンテナと人体表面との間に形成されやすい。なお図7の鎖線は各位置で最適なビームの方向を模式的に示したものである。
FIG. 7 schematically shows the
例えば32本の走査線は例えば図8の実線のように表れ、ビームの向きが不適などでデータが得られない点では、左右の走査線でのデータを加味して補間する。補間には、別途に立体視カメラなどで撮影した人体のアウトライン形状などを参照しても良い。後肩を正しく測定するには、背面側にも下向きのアンテナを設けることが有利で、腹部から胸部へ人体が前にせり出す場合に対応するには、前面側にも上向きのアンテナを設けることが有利である。従って、前面側では水平向きと下向きのアンテナの他に上向きのアンテナも配置して、ここで水平向きと下向きのアンテナを各々上向きのアンテナよりも多数設け、また背面側では水平向きと上向きのアンテナの他に下向きのアンテナも設け、ここで水平向きと上向きのアンテナの各々を下向きのアンテナよりも多数設けても良い。 For example, 32 scanning lines appear, for example, as solid lines in FIG. 8, and interpolation is performed taking into account the data on the left and right scanning lines in that data cannot be obtained due to an inappropriate beam direction. The interpolation may refer to the outline shape of the human body taken separately by a stereoscopic camera or the like. In order to measure the back shoulder correctly, it is advantageous to provide a downward antenna on the back side, and in order to cope with the case where the human body protrudes forward from the abdomen to the chest, an upward antenna is also provided on the front side. It is advantageous. Therefore, on the front side, in addition to the horizontal and downward antennas, upward antennas are also arranged. Here, a larger number of horizontal and downward antennas are provided than the upward antennas respectively, and on the back side, the horizontal and upward antennas are provided. In addition, a downward antenna may be provided, and a larger number of horizontal and upward antennas than the downward antenna may be provided.
図9は、人体形状測定装置2のブロック図である。複数のカメラ32を設けて、人体の同じ個所を2以上のカメラ32で測定し、人体形状のアウトラインをアウトライン抽出部40で求める。カメラ32は人体30の胸、背中、左右の各腕と脇の立体画像が得られるように、例えば2台1組の4組設ける。なお複数のカメラで同じ個所を測定して立体視画像を用いる代わりに、空間コード化法を用い、スリット状の光を光源から照射して、撮影しても良い。
FIG. 9 is a block diagram of the human body
昇降台8は昇降駆動部34により昇降し、コントローラ36は人体形状算出部38や昇降駆動部34,アウトライン抽出部40,カメラ32並びに各ホーンアンテナ10を制御する。人体形状算出部38に設けた補間部39は、走査線上のデータの無い点やデータの信頼性の低い点に対して、左右の走査線でのデータを用い、好ましくはこれに人体形状のアウトラインから得られるデータを加味して、補間する。そして例えば人体の高さ方向に沿って128〜512回程度、ホーンアンテナからの距離を測定する。
The
図10に、ホーンアンテナ10の1個分の信号処理系を示すと、高周波発振回路45からの高周波出力をホーンアンテナ10を介して、人体30に向けて放射する。用いる高周波は例えば28〜30GHz程度で、衛星通信用などの比較的安価な高周波素子を用いることができ、進行方向に垂直な平面内でのビーム径は例えば2cm程度、周波数のスイープ範囲は例えば1〜4GHz程度である。ホーンアンテナ10内には高周波の進行波と反射波とが存在し、これらによって定在波が形成され、エネルギーとしては進行波の割合が圧倒的に大きい。
When a signal processing system for one
そしてホーンアンテナ内の高周波をピックアップ23でピックアップし、GaAs系のショットキーダイオードなどを用いた検波回路24で例えば半波相当に検波し、高周波コンデンサからなるDCエリミネータ25でDC成分を除去する。DC成分の多くは進行波に起因するもので、コンデンサでDC成分を除去する代わりに、AD変換後の信号を差分あるいは微分してDC成分を除去しても良い。
Then, the high frequency in the horn antenna is picked up by the
DCエリミネータ25からの信号は、振幅検出部42にフィードバックされ、ALC(自動レベル制御装置)43へ入力されて、振幅に対する基準値との差が出力される。出力制御部44は前記の差に応じたゲインで、高周波発振回路45を駆動する。高周波発振回路45の出力は、例えば基準出力の1/3〜3倍程度の範囲で変化する。これらの結果、DCエリミネータ25からの出力信号の振幅がほぼ一定となるように、高周波発振回路45の出力にフィードバックが施され、これによって定在波のパワー(DCエリミネータ25からの出力)が小さい場合には進行波のパワー(エネルギー)を増し、検波回路24で定在波を雑音に埋もれずに検波できるようにする。
The signal from the
即ち振幅の小さな定在波を、振幅の大きな進行波の存在下に検波することは難しいが、定在波の振幅を増すと検波が容易になる。またDCエリミネータ25からの出力が大きい時には、進行波のパワーを落として、DCエリミネータからの信号強度をほぼ一定に保ち、これによって検波回路24等の飽和を防止する。
That is, it is difficult to detect a standing wave having a small amplitude in the presence of a traveling wave having a large amplitude, but the detection becomes easier if the amplitude of the standing wave is increased. When the output from the
高周波回路16は、1つの測定点に対して、周波数を例えば256通りなどに複数に変化させ、例えば中心周波数29GHzに対して、周波数を28〜30GHzなどに変化させ、周波数に関するフーリエ変換を可能にする。次に1つの測定点に対する最初の周波数で、ALC43を作動させて、以下同じ測定点では、ALC43の出力を一定にする。あるいはまた各周波数毎にALC43を独立して作動させ、用いたゲイン(ALC43、出力制御部44の出力)を後述のFFT57へ入力して、AD変換信号とゲインとの比などをフーリエ変換しても良い。
The high-
周波数の制御では、32個のホーンアンテナ10の周波数が重ならないように、数十m秒程度の1回のスイープ時間の間に256段階に周波数を変える必要がある。そこで例えばメモリ52に各アンテナの周波数を256ステップ分記憶し、シーケンサー51で読み出すデータを変えて、デジタルシンセサイザ53などで周波数の制御信号に変換して、高周波発振回路45に入力する。シーケンサー51やメモリ52はアンテナ毎に設けても、あるいは複数のアンテナに対して1個ずつ設けても良い。
In the frequency control, it is necessary to change the frequency in 256 steps during one sweep time of about several tens of milliseconds so that the frequencies of the 32
ADコンバータ55は、DCエリミネータ25の出力信号をAD変換し、AD変換した信号中のDC成分は、距離ゼロの位置に現れるため意味が無く、これをDCエリミネータ56によりデジタル的に処理する。例えばAD変換した信号をDC成分に相当する所定値だけレベルダウンした後、フーリエ変換を行い距離情報を得る。
The
FFT57は、高速フーリエ変換などにより、AD変換しさらにDC成分を除去した信号をフーリエ変換する。このフーリエ変換は周波数に関するフーリエ変換で、特許文献1に記載のように、フーリエ変換信号のピークはアンテナ10から人体までの距離に対応する。なおAD変換した信号を微分フィルタなどで処理してDC成分を除き、前記の振幅検出部42へ入力しても良い。またADコンバータ55によりAD変換した信号をFFT57でフーリエ変換した後、DCエリミネータ56でDC成分を除去するようにしても良い。さらにフーリエ変換に代えて、定在波強度が最大となる周波数を2つ測定して、波長と距離との連立方程式を解いて距離を求めても良い。
The
フーリエ変換信号には、アンテナ内の反射や人体以外の背景での反射などに対する信号が含まれている。そこで人体がない場合のフーリエ変換信号をバックグラウンド信号記憶部58に記憶し、差分部59で人体がある場合のフーリエ変換信号との差分を求める。このようにしてフーリエ変換からバックグラウンドに起因する信号を除いて、信号の有効部分を抽出する。トラッキング部60では、走査線上の他の距離データ、例えば1ステップ下での距離データを用いて、それから所定範囲内の距離を新たな距離として有効とする。トラッキング部60では、例えば差分部59の信号に2つのピークがある場合、走査線上の他のデータから距離が滑らかにつながる側のピークを有効とする。また他の距離データから所定範囲内に適当なピークが無い場合、その高さでは距離測定のデータが得られなかったものとする。
The Fourier transform signal includes signals for reflection in the antenna and reflection in the background other than the human body. Therefore, the Fourier transform signal when there is no human body is stored in the background
図11〜図15に、人体形状の測定動作を示す。まず準備段階としてカメラで人体形状の立体視画像を撮影し、これから測定の開始高さと終了高さとを決定し、1ステップ毎の昇降台の移動高さが一定の場合、ステップ数を求め、ステップ数が固定の場合1ステップ当たりの高さの変化を求める。なお実施例では上半身の測定を行うように図示したが、上半身のみの人体形状を求めても、全身の人体形状を求めても良い。さらに上半身のみの人体形状を測定する場合、人が椅子などに座って測定することも可能である。立体視画像からは、着衣の状態での人体形状のアウトラインが判明し、このデータは必要であれば、ホーンアンテナを用いて測定した人体形状のデータで、信頼性が低い部分を補うために使用する。 11 to 15 show the human body shape measurement operation. First, as a preparatory stage, a stereoscopic image of the human body shape is taken with a camera, and the starting height and ending height of the measurement are determined from this. If the moving height of the lifting platform for each step is constant, the number of steps is obtained, When the number is fixed, the change in height per step is obtained. In the embodiment, the upper body is shown to be measured, but the human body shape of only the upper body may be obtained or the human body shape of the whole body may be obtained. Furthermore, when measuring the human body shape of only the upper body, it is also possible for a person to sit on a chair or the like for measurement. From the stereoscopic image, the outline of the human body shape in the state of clothing is found, and if necessary, this data is the human body shape data measured using a horn antenna, and is used to supplement the unreliable part To do.
図12に、1個のホーンアンテナ当たりの測定動作を示す。実際には測定台の上昇に連れて、例えば32個のホーンアンテナで並行して同じ動作を行う。昇降台の上昇と並行してALCを作動させて、検波信号の強度を一定にし、メモリからのデータに従って256ステップに周波数を変えて、定在波の強度を求め、フーリエ変換を行う。フーリエ変換した信号からバックラウンド信号を除去し、前のステップで、言い換えると1ステップ下の位置で求めた人体との距離から、所定の範囲内でのフーリエ変換信号の最大値を求める。1ステップ下で求めた距離から所定の範囲内にフーリエ変換信号の最大値が存在すれば、それを距離データとし、最大値が得られない場合データ無しとして、測定終了高さまでこの処理を繰り返す。 FIG. 12 shows the measurement operation per horn antenna. Actually, the same operation is performed in parallel with, for example, 32 horn antennas as the measuring table rises. The ALC is operated in parallel with the elevation of the platform, the intensity of the detection signal is made constant, the frequency is changed in 256 steps according to the data from the memory, the intensity of the standing wave is obtained, and the Fourier transform is performed. The background signal is removed from the Fourier-transformed signal, and the maximum value of the Fourier-transformed signal within a predetermined range is obtained from the distance from the human body obtained at the previous step, in other words, one position below. If the maximum value of the Fourier transform signal exists within a predetermined range from the distance obtained under one step, this is used as distance data, and if the maximum value cannot be obtained, this process is repeated until the measurement end height.
図13に、各ホーンアンテナでの人体との距離測定が終了した後の人体形状の算出を示す。各アンテナから距離データを収集し、データのない点に対して周囲のアンテナで得られたデータで補間する。好ましくはこの場合に、アウトライン抽出部40で得られた人体形状のアウトラインを用いて、例えば両隣よりも人体が前に突き出しているはずの位置では、両隣のデータの平均値をやや前側に突き出させ、両隣よりも後側に窪んでいるはずの位置では、両隣のデータの平均値よりもやや後側に窪ませるようにして補間する。このようにアウトライン抽出部40のデータとの整合性が得られるように、アンテナで測定したデータを補間する。
FIG. 13 shows the calculation of the human body shape after the distance measurement with the human body at each horn antenna is completed. Distance data is collected from each antenna and interpolated with data obtained with surrounding antennas for points with no data. Preferably, in this case, using the outline of the human body shape obtained by the
図14に、定在波強度の測定から、人体との距離の算出までを示す。周波数fを変化させながら定在波の強度を求め、これをフーリエ変換すると、変数が距離dとなるフーリエ変換信号が得られる。フーリエ変換信号には人体以外の反射によるバックラウンド信号が含まれているので、これを記憶して差分する。このようにして得られた信号から、1ステップ下で測定した距離に対して所定の範囲内にあるピーク(最大値)を求める。1ステップ下からの所定の範囲内を問題にするのは、人体とアンテナとの距離が不連続にジャンプするのはノイズによる場合が多いからである。なお1ステップ下で求めた距離を基準とする代わりに、それ以前の複数のステップで求めた距離の平均値などを基準としても良い。このようにすると図14の下部に示すように、高さ位置との距離の関係が得られ、これがアンテナ1本当たりの走査線となる。 FIG. 14 shows the process from the measurement of the standing wave intensity to the calculation of the distance from the human body. When the intensity of the standing wave is obtained while changing the frequency f and is Fourier transformed, a Fourier transform signal having a variable d is obtained. Since the Fourier transform signal includes a background signal due to reflection other than the human body, this is stored and subtracted. From the signal thus obtained, a peak (maximum value) within a predetermined range with respect to the distance measured in one step is obtained. The reason why the predetermined range from one step below is a problem is that the distance between the human body and the antenna jumps discontinuously due to noise in many cases. Instead of using the distance obtained in one step as a reference, an average value of distances obtained in a plurality of previous steps may be used as a reference. In this way, as shown in the lower part of FIG. 14, a distance relationship with the height position is obtained, and this becomes a scanning line per antenna.
図15に走査線の例を模式的に示す。人体の表面には鉛直方向から外れている個所があるが、このような個所では人体表面の向きに合わせて上向きあるいは下向きのビームを用いるので、距離測定ができる。そして例えば水平向きのビームでは距離が測定できたが、下向きのビームでは距離測定ができなかった個所では、水平向きのビームでの距離や下向きビームの走査線での他の位置での距離を参照して、距離を補間できる。同様にして水平向きビームや上向きビームでは距離が測定できなかった高さでも、距離を補間できる。人体に対して32本の走査線72を求めることができると、メッシュマッピングで人体形状を通常に表現しているのと同程度の精密さで、人体形状を表現できる。なお肩の上部の部分などでは、下向きに大きくビームを傾けて測定しないと正確な距離の測定が難しいが、アウトライン抽出部40で肩の上部の線を推定できることや、肩の上部の部分で走査線のデータが急激に失われることことなどから、肩の上部のラインの位置を求めることができる。
FIG. 15 schematically shows an example of scanning lines. There are places on the surface of the human body that deviate from the vertical direction. In such places, an upward or downward beam is used in accordance with the direction of the human body surface, so distance measurement can be performed. And, for example, the distance can be measured with the horizontal beam, but the distance cannot be measured with the downward beam, refer to the distance with the horizontal beam and the distance at other positions on the scanning line of the downward beam. And the distance can be interpolated. Similarly, the distance can be interpolated even at a height at which the distance cannot be measured with the horizontal beam and the upward beam. If 32
実施例ではマイクロ波などの電波を用いたが、超音波を用いても同様の測定ができる。実施例では昇降台を昇降させたが、例えば鉛直方向に1本〜4本などのポールを用意し、ポールに沿って複数のホーンアンテナを取り付け、ポールを人体の周りで回動させてもよい。
In the embodiment, radio waves such as microwaves are used, but the same measurement can be performed using ultrasonic waves. In the embodiment, the lifting platform is raised and lowered. For example, one to four poles may be prepared in the vertical direction, a plurality of horn antennas may be attached along the poles, and the poles may be rotated around the human body. .
2 人体形状測定装置
3 台
4 フレーム
6 支柱
8,9 昇降台
10 ホーンアンテナ
12 水平方向アンテナ
13 下向きアンテナ
14 上向きアンテナ
15 首振りアクチュエータ
16 高周波回路
17 信号処理部
18 モニタ
19 キーボード
21 導波管
22 ホーン
23 ピックアップ
24 検波回路
25 DCエリミネータ
30 人体
32 カメラ
34 昇降駆動部
36 コントローラ
38 人体形状算出部
39 補間部
40 アウトライン抽出部
42 振幅検出部
43 ALC(自動レベル制御装置)
44 出力制御部
45 高周波発振回路
50 ローカルコントローラ
51 シーケンサー
52 メモリ
53 デジタルシンセサイザ
55 ADコンバータ
56 DCエリミネータ
57 FFT
58 バックグラウンド信号記憶部
59 差分部
60 トラッキング部
62 胴
63 右腕
64 左腕
65,66 脇
68 水平方向測定点
69 下向き測定点
70 上向き測定点
72 走査線
2 Human body shape measuring device 3
44
58 Background
62
72 scan lines
Claims (10)
前記ビーム源を環状で昇降自在にもしくは線状で回動自在に複数個配置すると共に、
前記複数個のビーム源の少なくとも一部について、その向きを上向きあるいは/及び下向きとしたことを特徴とする、人体形状測定方法。 In a method of radiating a beam from a beam source toward the human body surface, measuring the intensity of the standing wave based on the reflection of the beam on the human body surface while changing the frequency of the beam, and determining the distance from the human body surface,
A plurality of the beam sources are arranged in a ring shape so as to be movable up and down or linearly and rotatable,
A human body shape measuring method, wherein at least a part of the plurality of beam sources is directed upward or / and downward.
人体の背中側に対して配置したビーム源の向きを水平面から上向き30°〜下向き10°としたことを特徴とする、請求項2の人体形状測定方法。 The direction of the beam source arranged with respect to the chest side of the human body is 30 ° downward to 10 ° upward from the horizontal plane,
3. The method of measuring a human body shape according to claim 2, wherein the direction of the beam source arranged with respect to the back side of the human body is 30 ° upward to 10 ° downward from the horizontal plane.
人体の胸側に対して下向きのビーム源と水平向きのビーム源とを設け、
人体の背中側に対して上向きのビーム源と水平向きのビーム源とを設けたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかの人体形状測定方法。 Fix the orientation of the beam source in the vertical plane,
Provide a downward beam source and a horizontal beam source for the chest side of the human body,
4. The human body shape measuring method according to claim 1, wherein an upward beam source and a horizontal beam source are provided with respect to the back side of the human body.
前記ビーム源を環状で昇降自在にもしくは線状で回動自在に複数個配置すると共に、
前記複数個のビーム源の少なくとも一部について、その向きを上向きあるいは/及び下向きに配置したことを特徴とする、人体形状測定装置。 In a device for radiating a beam from a beam source toward the human body surface, measuring the intensity of the standing wave based on the reflection of the beam on the human body surface while changing the frequency of the beam, and determining the distance from the human body surface,
A plurality of the beam sources are arranged in a ring shape so as to be movable up and down or linearly and rotatable,
An apparatus for measuring a human body shape, wherein at least a part of the plurality of beam sources is arranged in an upward or / and downward direction.
人体の背中側に対して前記ビーム源の向きを水平面から上向き30°〜下向き10°としたことを特徴とする、請求項7の人体形状測定装置。 The direction of the beam source with respect to the chest side of the human body is 30 ° downward to 10 ° upward from the horizontal plane,
8. The human body shape measuring apparatus according to claim 7, wherein the direction of the beam source is 30 ° upward to 10 ° downward from the horizontal plane with respect to the back side of the human body.
人体の胸側に対して下向きのビーム源と水平向きのビーム源とを設け、
人体の背中側に対して上向きのビーム源と水平向きのビーム源とを設けたことを特徴とする、請求項6〜8のいずれかの人体形状測定装置。 Fix the orientation of the beam source in the vertical plane,
Provide a downward beam source and a horizontal beam source for the chest side of the human body,
The human body shape measuring apparatus according to claim 6, wherein an upward beam source and a horizontal beam source are provided with respect to the back side of the human body.
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- 2004-04-30 JP JP2004135301A patent/JP2005314847A/en active Pending
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