JP2003111646A - System for measuring and analyzing characteristic of body pressure distribution and system for predicting and evaluating change with time of body pressure distribution - Google Patents

System for measuring and analyzing characteristic of body pressure distribution and system for predicting and evaluating change with time of body pressure distribution

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JP2003111646A
JP2003111646A JP2001307959A JP2001307959A JP2003111646A JP 2003111646 A JP2003111646 A JP 2003111646A JP 2001307959 A JP2001307959 A JP 2001307959A JP 2001307959 A JP2001307959 A JP 2001307959A JP 2003111646 A JP2003111646 A JP 2003111646A
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田 践 理 池
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Goro Fujimaki
巻 吾 朗 藤
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    • A47C31/12Means, e.g. measuring means for adapting chairs, beds or mattresses to the shape or weight of persons
    • A47C31/126Means, e.g. measuring means for adapting chairs, beds or mattresses to the shape or weight of persons for chairs

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for measuring and analyzing characteristics of body pressure distribution by which the measurement and analysis with time are performed and the results are classified. SOLUTION: In the system for measuring displaying and storing in a computer the effective body pressure distribution by a sensor a body pressure distribution measuring means by using the sensor which is arranged so as to cover the sitting face and the back face of a chair or a seat and can effectively detect sitting and back pressures of a human body. The sitting and back pressures are displayed on the computer. A body characteristic analyzing on a definite number of examees are performed and differences of sex and body shapes are measured. In a posture analyzing means, differences of various postures are obtained from the sitting pressure. In a means for analyzing shape and function of the chairs the differences in cushion raw materials and shapes and differences in functions of the chairs in backward inclined postures are measured. In a means for analyzing the characteristic the lapse of time, the lapse of time after seating is measured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、椅子などの座り心
地の物理量と官能量の対応を示す身体圧分布の測定と解
析・評価に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to measurement, analysis and evaluation of body pressure distribution showing correspondence between physical quantity and sensory quantity of sitting comfort of a chair or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、厚さ0.5mm以下の超薄型のフ
レキシブルな感圧型センサーシートを使用することで実
使用に極めて近い感覚で、椅子や自動車の座席設計等を
行うことが可能になった体圧分布測定装置が使用されて
いる。図47はこうしたセンサーシートの構造を示す図
であり、ポリエステルフィルム等のパッキングシート1
00と105の間に、行電極102と列電極104があ
り、これらの電極は感圧抵抗性の特殊インク103と電
極のシルバーペースト(銀色)でコーティングされて格
子状に印刷され構成されている。行電極と列電極の交差
部分106がセンシングポイントとして動作する。
2. Description of the Related Art Recently, by using an ultra-thin flexible pressure-sensitive sensor sheet having a thickness of 0.5 mm or less, it is possible to design a chair or an automobile seat with a feeling very close to actual use. The new body pressure distribution measuring device is used. FIG. 47 is a view showing the structure of such a sensor sheet, which is a packing sheet 1 such as a polyester film.
A row electrode 102 and a column electrode 104 are provided between 00 and 105, and these electrodes are coated with a pressure-sensitive special ink 103 and silver paste (silver color) of the electrodes and printed in a grid pattern. . The intersection 106 of the row and column electrodes acts as the sensing point.

【0003】このセンサーシートを椅子や自動車の座席
一杯に敷き詰めて人間が座ると、図47に示すセンシン
グポイント106に圧力が加わり、図48のグラフに示
すように圧力量に応じて特殊インク103の抵抗値が変
化し、この抵抗値の変化は行方向、列方向の電流の変化
として検出回路(図示していない)に伝えられ、その数
値を8ビットにA/D変換して補正し圧力に対して出力
電圧が直線性を持つように変換してパソコン等に身体圧
分布データとして取り込まれる。センシングポイントは
通常数1000ポイントの単位で存在し、取り込まれた
身体圧分布データは画像処理ソフトにより処理され、パ
ソコン上に身体圧分布画像として表示され、椅子やシー
トの開発データ等に利用される。
When this sensor sheet is spread over a chair or a seat of an automobile and a person sits down, pressure is applied to the sensing point 106 shown in FIG. 47, and as shown in the graph of FIG. The resistance value changes, and this change in resistance value is transmitted to the detection circuit (not shown) as a change in the current in the row direction and the column direction, and the value is A / D converted into 8 bits to be corrected and converted into pressure. On the other hand, the output voltage is converted so that it has linearity, and the data is captured as body pressure distribution data in a personal computer or the like. Sensing points usually exist in the unit of several thousand points, and the taken body pressure distribution data is processed by image processing software and displayed as a body pressure distribution image on a personal computer, which is used for chair and seat development data. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、椅子と人体との接触状態より椅子の座面・背
面から受ける知覚・感覚刺激を把握する方法の1つとし
て、センサーシートを用いた身体圧分布の測定が行われ
ていて、この測定によって腰椎を支持する際の支持位置
の強さや、椅子の形状や機能にどう言った効果があるか
を知ることができることから、身体圧分布による評価は
家具メーカや自動車シートメーカなどの椅子・シートの
開発のための基本手法となっているが、身体圧分布の採
取データの種類も限られたものであり、その解析法につ
いても実験者の経験主観に基づいた判断が主体であり、
身体圧分布の長時間に亙る変化についての時系列解析は
殆ど行われていないという問題があった。
However, in the conventional technique, the sensor sheet is used as one of the methods for grasping the perception / sensory stimulus received from the seat surface / back surface of the chair from the contact state between the chair and the human body. Since the body pressure distribution is measured and it is possible to know the strength of the support position when supporting the lumbar spine and what effect it has on the shape and function of the chair, the body pressure distribution Evaluation is a basic method for developing chairs and seats for furniture manufacturers and automobile seat manufacturers, but the types of collected data of body pressure distribution are limited, and the analysis method is also different from that of the experimenter. Judgment based on experience subjectivity is the main subject,
There was a problem that almost no time series analysis was performed on changes in body pressure distribution over a long period of time.

【0005】そこで、本発明の第1の発明は、身体特
性、姿勢、椅子の形状・機能および着座後の時間経過に
関して身体圧分布の基本特性の測定と解析を行うこと
で、その過程において最大圧力値などのいくつかの物理
的なパラメータ(統計値)についての検討も加えて幅広
い種類のデータ獲得を目指し、その結果から客観的な知
見を分類できる座り心地の物理量と官能量を対応させる
身体圧分布の基本特性測定・解析システムを提供するこ
とを目的としている。
Therefore, the first aspect of the present invention is to measure and analyze the basic characteristics of the body pressure distribution with respect to the body characteristics, posture, chair shape and function, and the time elapsed after sitting. Aim to acquire a wide variety of data by adding consideration to some physical parameters (statistical values) such as pressure values, and to classify objective findings from the results. It aims to provide a basic characteristic measurement / analysis system for pressure distribution.

【0006】更に、本発明の第2の発明は、身体圧分布
データの解析に関して、統計値を直接多変量解析、時系
列解析およびニューラルネットワークによる解析評価に
よって、センサーシートに関する物理量の評価を行い、
センサーシートの物理量と座り心地の関係を予測評価し
て座り心地の物理量と官能量を対応させる身体圧分布の
経時的変化予測・評価システムを提供することを目的と
している。
Further, in the second invention of the present invention, regarding the analysis of the body pressure distribution data, the physical quantity relating to the sensor sheet is evaluated by the direct multivariate analysis, the time series analysis and the analysis evaluation by the neural network.
It is an object of the present invention to provide a system for predicting / evaluating changes in body pressure over time, which predicts and evaluates the relationship between the physical quantity of a sensor seat and the sitting comfort, and associates the physical quantity of the sitting comfort with the functional quantity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、実効圧の測定が可能なセ
ンサーにより身体圧分布を測定してコンピュータに表示
・保存する身体圧分布の測定システムにおいて、椅子ま
たはシートの座面および背面を覆うように配置して人体
の座圧および背圧を実効的に検出可能なセンサーシート
を用いて測定し、コンピュータ上に被験者の座圧および
背圧を表示する身体圧分布測定手段と、一定数の被験者
について前記身体圧分布測定手段による身体圧分布測定
を行い性別・体型の違いについて考察する身体特性解析
手段と、一定数の被験者について前記身体圧分布測定手
段による身体圧分布測定を行い各種姿勢の違いについて
主に座圧より考察する姿勢解析手段と、一定数の被験者
について前記身体圧分布測定手段による身体圧分布測定
を行いクッション素材および形状の違い、後傾姿勢にお
ける椅子の機能の違いについて考察する椅子の形状・機
能解析手段と、一定数の被験者について前記身体圧分布
測定手段による身体圧分布測定を行い着座後の時間経過
について考察する経時変化解析手段と、を備えたことを
特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a body pressure distribution in which a body pressure distribution is measured by a sensor capable of measuring an effective pressure and is displayed and stored in a computer. In this measurement system, the seat or back surface of the chair or seat is placed so as to cover the seat surface and the back surface, and the seat pressure and back pressure of the human body are effectively measured using a sensor seat, and the seat pressure of the subject and the A body pressure distribution measuring means for displaying back pressure, a body characteristic analyzing means for measuring a body pressure distribution by the body pressure distribution measuring means for a certain number of subjects and considering differences in sex and body type, and for a certain number of subjects, The body pressure distribution is measured by the body pressure distribution measurement means, and the posture analysis means mainly considers the difference in various postures from the seat pressure, and the body pressure distribution for a certain number of subjects. The body pressure distribution is measured by the cloth measuring means, and the difference between the cushion material and the shape, and the difference in the function of the chair in the backward tilted posture are considered. And a time-dependent change analyzing means for measuring a body pressure distribution and considering a time course after sitting.

【0008】また、請求項2に記載の発明は、前記身体
圧分布測定手段が、コンピュータ上の画面に被験者の座
圧および背圧の分布測定データを表示すると共に、使用
センサー数、圧力平均値、標準偏差、分散および最大圧
力値を含む各種測定データの統計処理および画面表示を
行うことを特徴としている。また、請求項3に記載の発
明は、前記身体特性解析手段が、被験者の男女別座圧分
布における座圧・背圧の圧力値、活動センサー数、セン
サー座標を含む各種データを男女別に平均したデータと
して性別特徴を抽出し、前記男女別に加えて痩せ型、標
準型および太り型等の体型毎に分類された座圧・背圧の
各種データを比較することにより解析・分類することを
特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, the body pressure distribution measuring means displays the distribution measurement data of the seat pressure and the back pressure of the subject on the screen of the computer, and the number of sensors used and the average pressure value are used. It is characterized by performing statistical processing of various measurement data including standard deviation, variance, and maximum pressure value and screen display. Further, in the invention according to claim 3, the body characteristic analyzing means averages various data including the pressure values of the seat pressure / back pressure, the number of activity sensors, and the sensor coordinates in the distribution of the seat pressure by gender of the subject for each sex. Characterized by extracting gender characteristics as data and comparing various data of sitting pressure / back pressure classified by body type such as lean type, standard type and overweight type in addition to gender There is.

【0009】また、請求項4に記載の発明は、前記姿勢
解析手段が、被験者全員の座面での身体圧の圧力値、活
動センサー数、センサー座標を含む各種データを各種の
座り姿勢と対応する各種統計処理データにより考察する
ことを特徴としている。また、請求項5に記載の発明
は、前記椅子の形状・機能解析手段が、椅子のクッショ
ン素材および形状の違いと、後傾姿勢をとった場合の、
椅子の機能の違いを座圧・背圧の変化より判別すること
を特徴としている。また、請求項6に記載の発明は、前
記経時変化解析手段が、前記身体特性、姿勢、椅子の形
状・機能等の各測定時における着座条件を設定して長時
間観察し、所定時間毎に身体圧分布を測定して変化を抽
出することを特徴としている。
Further, in the invention according to claim 4, the posture analyzing means corresponds various data including a pressure value of body pressure on the seat surfaces of all the subjects, the number of activity sensors, and sensor coordinates to various sitting postures. It is characterized by considering various statistically processed data. In the invention according to claim 5, when the shape / function analyzing means of the chair takes a difference in cushion material and shape of the chair and takes a backward tilted posture,
It is characterized by distinguishing the difference in chair function from changes in seat pressure and back pressure. Further, in the invention according to claim 6, the time-dependent change analyzing means sets a sitting condition at each measurement of the body characteristic, posture, chair shape and function, and observes for a long time, and at every predetermined time. It is characterized by measuring body pressure distribution and extracting changes.

【0010】また、請求項7に記載の発明は、実効圧の
測定が可能なセンサーにより身体圧分布を測定しコンピ
ュータに表示・保存して、物理量と官能量との対応を分
析・評価する身体圧分布の評価システムにおいて、身体
圧分布の統計値を縮約する主成分分析手段と、主成分分
析の結果より時系列解析のAR(自己回帰)モデルを用
いて圧力リズムの変化を見る時系列解析手段と、時系列
解析として偏自己相関係数を求め負担度との重回帰分析
による予測式を立てて負担度の予測を行う負担度予測手
段と、偏自己相関係数と負担部位別評点とで正準相関分
析を行い、負担部位別負担度を予測する負担部位別予測
手段と、ニューラルネットワークに身体圧分布データを
かけて自己組織マップを作成しクラスタ分類を行って身
体圧パターンを抽出し定義する身体圧パターン定義手段
とを備えたことを特徴としている。
According to the present invention, the body pressure distribution is measured by a sensor capable of measuring the effective pressure, displayed and stored on a computer, and the correspondence between the physical quantity and the sensory quantity is analyzed and evaluated. In a pressure distribution evaluation system, a time series for viewing changes in pressure rhythm using a principal component analysis means for reducing statistical values of body pressure distribution and an AR (autoregressive) model for time series analysis based on the result of the principal component analysis. Analyzing means, burden degree predicting means for estimating partial autocorrelation coefficient as time series analysis and predicting burden rate by multiple regression analysis with burden degree, partial autocorrelation coefficient and rating by burden site Performs a canonical correlation analysis with and estimates the burden level for each burden site by means of the burden site predictor, and the neural network is used to create a self-organizing map by applying the body pressure distribution data to perform cluster classification to extract the body pressure pattern. Is characterized in that a body pressure pattern definition means for defining.

【0011】また、請求項8に記載の発明は、前記身体
圧パターン定義手段が、クラスタ分けした統計値のレー
ダチャートと身体圧分布によってクラスタと負担評価を
対応させる身体圧パターンの抽出・定義を行うことを特
徴としている。
Further, in the invention according to claim 8, the body pressure pattern defining means extracts and defines a body pressure pattern in which the cluster and the burden evaluation are associated with each other by a radar chart of statistical values divided into clusters and a body pressure distribution. It is characterized by doing.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の、第1の実施の形
態について図を参照して説明する。図1は本発明の、第
1の実施の形態に係る身体圧分布の基本特性測定システ
ムの構成図である。図2は図1に示す測定システムにお
いて測定された身体圧分布データの一例を示す図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a body pressure distribution basic characteristic measuring system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of body pressure distribution data measured by the measurement system shown in FIG.

【0013】図1において、1は測定対象となる椅子、
2は椅子1の座面・背面に敷き詰められ、椅子1に座っ
た被験者3の身体圧分布を検出するためのセンサーシー
トである。4は骨盤傾斜角を検出する骨盤傾斜角センサ
ーである。5はセンサーシート2の検出電流をA/D変
換するA/Dコンバータ、6は骨盤傾斜角サンサーの出
力をA/D変換するA/Dコンバータである。7はA/
Dコンバータ5を介して入力するセンサーシート2の出
力を取り込み処理するコンピュータである。8はA/D
コンバータ6を介し骨盤傾斜角センサー4の出力を取り
込み処理するコンピュータである。9は人体の姿勢を撮
影するビデオカメラであり、10は被験者にキーボード
入力作業を課す作業用の機器である。
In FIG. 1, 1 is a chair to be measured,
Reference numeral 2 denotes a sensor sheet that is spread over the seat surface and the back surface of the chair 1 and that detects the body pressure distribution of the subject 3 sitting on the chair 1. Reference numeral 4 is a pelvic tilt angle sensor that detects the pelvic tilt angle. Reference numeral 5 is an A / D converter for A / D converting the detection current of the sensor sheet 2, and 6 is an A / D converter for A / D converting the output of the pelvic tilt angle sensor. 7 is A /
It is a computer that captures and processes the output of the sensor sheet 2 input via the D converter 5. 8 is A / D
It is a computer that takes in the output of the pelvic tilt angle sensor 4 via the converter 6 and processes it. Reference numeral 9 is a video camera for photographing the posture of the human body, and 10 is a work device for imposing keyboard input work on the subject.

【0014】図2において、20はコンピュータ7上に
表示される座圧データ、21は同じく背圧データであ
る。22は圧力値(単位mmHg)に対応する色を表示
するカラーバーである。23は統計値(検出データ)と
して図面下段に表示される、使用センサー数、圧力平均
値、標準偏差、分散、最大圧力値である。
In FIG. 2, 20 is seat pressure data displayed on the computer 7, and 21 is back pressure data. A color bar 22 displays a color corresponding to the pressure value (unit: mmHg). 23 is the number of used sensors, pressure average value, standard deviation, variance, and maximum pressure value displayed as statistical values (detection data) in the lower part of the drawing.

【0015】つぎに動作について説明する。先ず、身体
圧分布の測定に当たり、図3に示すように、時間経過と
共にセンサー2の温度上昇などの要因による伝導率の増
加によって圧力値が上昇するので、圧力データの抽出に
際し、座り直しを基準に時間を統一することで補正し
て、信頼性の向上を図る。
Next, the operation will be described. First, in measuring the body pressure distribution, as shown in FIG. 3, the pressure value increases due to an increase in conductivity due to factors such as temperature rise of the sensor 2 as shown in FIG. Compensate by unifying the time to improve reliability.

【0016】以下、身体特性、姿勢、椅子の形状・機
能、経時変化、について身体圧分布データを測定し、コ
ンピュータのソフトウェアデータとして処理・保持す
る。先ず身体特性については、心身共に健康な学生10
名(男性5名、女性5名)を被験者として、図1に示す
システムにより身体圧分布の測定を行い、測定結果につ
いては座り直し後10秒後のものを使用し、性別・体型
の種類別データを測定した。体型は目視により痩せ型、
標準型、太り型に分類して測定した。
In the following, the body pressure distribution data for the body characteristics, posture, chair shape / function, and change over time will be measured and processed / held as computer software data. First of all, regarding physical characteristics, students who are physically and mentally healthy 10
1 person (5 males, 5 females) was used as a test subject to measure the body pressure distribution by the system shown in FIG. 1, and the measurement results were used 10 seconds after re-seating and classified by gender and body type. The data was measured. The body is visually thin,
The measurement was performed by classifying into a standard type and a fat type.

【0017】図4は男性に見られる座圧分布の図で、図
5は女性に見られる座圧分布の図である。図4、図5で
座骨結節部(図面上部)から大腿部(図面下部)にかけ
て圧力のピーク位を参照して直線を引き、その直線上の
圧力値をグラフにすると、図6、図7が得られる。図6
は図4(男性用)に引いた直線上の圧力値をグラフにし
たものであり、図7は図5(女性用)に引いた直線上の
圧力値をグラフにしたものである。なお、この図6、7
の直線は座面に掛かる圧力の平均値を示している。
FIG. 4 is a diagram of the seat pressure distribution seen in men, and FIG. 5 is a diagram of the seat pressure distribution seen in women. In FIGS. 4 and 5, a straight line is drawn from the ischial tuberosity (upper part of the drawing) to the thigh (lower part of the drawing) with reference to the peak position of the pressure, and the pressure values on the straight line are graphed. Is obtained. Figure 6
4 is a graph of the linear pressure value drawn in FIG. 4 (for men), and FIG. 7 is a graph of the linear pressure value drawn in FIG. 5 (for women). In addition, this FIG.
The straight line indicates the average value of the pressure applied to the seat surface.

【0018】図4、図6は男性用、図5、図7は女性用
の座圧分布図であるが、これから男性は座骨結節部と大
腿下部で支持する傾向があり、女性は座骨結節部を中心
に全体で支持する傾向が見られる。また、図8の最大圧
力値の比較図に示すように、男性の方が女性に比べて、
最大圧力値が高く出る傾向がある。また、図9は体型に
よる最大圧力値の比較図であり、痩せ型と標準型と太り
型に別けて、圧力値を比較している。これより大柄な男
性が比較的女性と似た身体圧分布を示す傾向があること
が確認された。
FIGS. 4 and 6 are men's seat pressure distribution charts, and FIGS. 5 and 7 are women's seat pressure distribution charts. From now on, men tend to support at the ischial tubercle and lower thigh, and the woman tends to support ischial tubercle. There is a tendency to support it as a whole. Further, as shown in the comparison diagram of the maximum pressure value of FIG.
The maximum pressure value tends to be high. Further, FIG. 9 is a comparison diagram of the maximum pressure value depending on the body type, and the pressure values are compared for the lean type, the standard type and the fat type. It was confirmed that larger men tended to have a body pressure distribution similar to that of women.

【0019】次に、姿勢については、学生3名(男性2
名、女性1名)を被験者として、図1に示すシステムに
より身体圧分布の測定を行った。測定結果については座
り直しの10秒後のデータを使用し、主に座骨結節部に
掛かる圧力について観察を行った。
Next, regarding the posture, three students (two males)
The body pressure distribution was measured by the system shown in FIG. Regarding the measurement results, the data 10 seconds after reseating was used, and the pressure mainly applied to the sciatic tubercle was observed.

【0020】図10は被験者3名の座面での最大圧力値
の平均をグラフにしたものであり、座面の最大圧力値は
座骨結節部の圧力を示している。この場合、足を前方や
後方に置いた姿勢や、仙骨座り、リクライニング姿勢が
低い値を示している。足を前方や後方へ置いた姿勢につ
いては、足を置く位置が変わることによって地面から膝
までの高さが変わり、大腿部の圧力が上昇してそれに伴
い座骨結節部の圧力が減少するためである。
FIG. 10 is a graph showing the average of the maximum pressure values on the seat surface of three test subjects, and the maximum pressure value on the seat surface indicates the pressure at the ischial tuberosity. In this case, the posture in which the foot is placed forward or backward, the sacral sitting posture, and the reclining posture show low values. For postures with the foot placed forward or backward, the height from the ground to the knee changes as the position of the foot changes, and the pressure on the thigh increases and the pressure on the ischial tuberosity decreases accordingly. Is.

【0021】また、仙骨座り、リクライニング姿勢の場
合は、図11の計測条件を示す図のように、アップライ
トな座り方に対して、背もたれに掛かる圧力の増加と骨
盤の角度が影響していると考えられる。骨盤傾斜角の測
定データから、骨盤が後方へ回転することによって、座
骨結節部の圧力が減少すると考察される。これは図10
からアップライト姿勢や、前傾姿勢、椅子の前方に腰掛
けた時に座骨結節部の圧力が高いことからも明らかであ
る。
Further, in the sacral sitting or reclining posture, as shown in the diagram showing the measurement conditions in FIG. 11, the upright sitting posture is affected by the increase in the pressure applied to the backrest and the angle of the pelvis. it is conceivable that. From the measurement data of the pelvic tilt angle, it is considered that the pressure of the sciatic tubercle is reduced by the backward rotation of the pelvis. This is
It is also clear from the upright posture, the forward leaning posture, and the high pressure of the ischial tuberosity when seated in front of the chair.

【0022】次に、椅子の形状・機能については、被験
者3名(男性2名、女性1名)として、VDT(ビデオ
ディスプレイ端末)作業の際によく見られる前傾姿勢、
アップライト姿勢、リクライニング姿勢、で5脚の椅子
について図1のシステムで身体圧分布の測定を行った。
結果については座り直し後10秒後のものを使用し、ク
ッション素材や形状の違い、後傾姿勢を取った際の、椅
子の機能の違いについて考察した。
Next, regarding the shape and function of the chair, three subjects (two males and one female) had a forward leaning posture, which is often seen during VDT (video display terminal) work.
The body pressure distribution was measured by the system of FIG. 1 for five chairs in the upright posture and the reclining posture.
With regard to the results, we used 10 seconds after re-seating, and examined the difference in cushion material and shape, and the difference in the function of the chair when taking a backward tilted posture.

【0023】図12は椅子のクッション素材と身体圧分
布の相違を示した図であり、今回使用した発泡性クッシ
ョン(左)とメッシュ状のクッション(右)とでは図の
ような相違がある。図13の説明図に示すように、発泡
性のクッションが接触部分を中心に広範囲に沈み込むの
に対して、メッシュ状のものは接触部分が伸び、それに
伴い張力が発生する。このために沈み込みが少なく座骨
結節の2点間の中心辺りが座面と接触することがないの
で、圧力が出ていないと考察される。
FIG. 12 is a diagram showing the difference between the cushion material of the chair and the distribution of body pressure. There is a difference between the foam cushion (left) used this time and the mesh cushion (right) as shown in the figure. As shown in the explanatory view of FIG. 13, the foamable cushion sinks in a wide range around the contact portion, whereas the mesh-like cushion expands the contact portion, which causes tension. For this reason, there is little subsidence and the central region between the two points of the ischial tuberosity does not come into contact with the seat surface, so it is considered that no pressure is exerted.

【0024】図14は後傾姿勢の場合の、身体圧分布の
説明図であり、後傾姿勢を取る際に、図14上の背面の
みが傾斜する椅子(以下リクライニング機構と言う)の
場合は、座骨結節部の圧力が減少すると共に大腿部の圧
力が上昇し、背もたれ上部を中心に上体を支持する傾向
が見られる。また、図14下に示す背面と共に座面が傾
斜する椅子(以下ティルト機構と言う)の場合は、座圧
の変化は余り見られず腰部を中心に上体を支持する傾向
がある。また、図15は背もたれの水平方向の湾曲が強
いティルト機構の椅子の身体圧分布であるが、図15の
ようにティルト機構の椅子であっても、背もたれの水平
方向の、湾曲の強い椅子の場合は、肩硬骨の圧力が強く
出るため腰部を中心に上体を支持することはできないと
いうことが考察されている。
FIG. 14 is an explanatory view of the body pressure distribution in the backward tilted posture. In the case of the chair (hereinafter referred to as a reclining mechanism) in which only the back surface in FIG. , The pressure at the thighbone region increases as the pressure at the ischial tuberous region decreases, and the upper body tends to be supported around the upper part of the backrest. Further, in the case of a chair (hereinafter referred to as a tilt mechanism) in which the seating surface is inclined together with the back surface shown in FIG. 14, there is little change in seating pressure, and there is a tendency to support the upper body around the waist. Further, FIG. 15 shows the body pressure distribution of the chair of the tilt mechanism in which the backrest has a strong horizontal curvature. In this case, it is considered that the upper body cannot be supported centering on the lumbar region because the pressure of the shoulder bone is strong.

【0025】次に、経時変化については、椅子やシート
に長時間座り続けると、尻や腰の感じが変わってきて、
座り直し等の姿勢変化を行うことがある。今回はこうし
た身体圧分布の長時間に亙る変化も合わせてデータ化し
ている。被験者としては学生10名(男性5名、女子5
名)により20分間の身体圧分布測定を行った。その間
被験者にはキーボード作業を課した。
Next, regarding the change over time, when the user sits on a chair or a seat for a long time, the feeling of the hips and waist changes,
The posture may be changed such as sitting down again. This time, the data of the changes in body pressure distribution over a long time are also included. 10 students (5 men, 5 women)
Body pressure distribution was measured for 20 minutes. During that time, subjects were given keyboard work.

【0026】図16は時間経過と身体圧分布の変化を示
す図であり、一例として身長176cm、体重59Kg
の男性を被験者とした場合のアップライト姿勢で作業を
行った時の5分毎の身体圧分布を示したものである。こ
の時の変化は、 1、時間経過と共に圧力値が上昇する。 2、座り直しや姿勢変化により圧力値が減少する。 3、時間経過と共に姿勢変化や身体のずれが起こり大腿
部に圧力が移行する。というような経時変化を示す。
FIG. 16 is a diagram showing changes in body pressure distribution over time. As an example, the height is 176 cm, and the weight is 59 kg.
3 shows the body pressure distribution every 5 minutes when the work is performed in the upright posture when the male subject is the subject. The change at this time is: 1. The pressure value rises with the passage of time. 2. The pressure value decreases due to re-seating and posture changes. 3. With the passage of time, changes in posture and displacement of the body occur, and pressure is transferred to the thigh. Such changes over time are shown.

【0027】また、図17の座面に掛かる圧力の時系列
変化を示す図のように、時間経過と共に圧力値の増加が
見られるが、これはセンサーの特性の影響による部分が
大きい。しかし、圧力値の急激な変化については座り直
し等の姿勢の変化によるものである。その他、図18の
骨盤傾斜角の時系列変化を示す図のように、骨盤傾斜角
の時系列変化については、比較的安定しているが座り直
しの度に骨盤が前方に回転している傾向が見られる。
Further, as shown in the graph of FIG. 17 showing the time series change of the pressure applied to the seat surface, the pressure value increases with time, but this is largely due to the influence of the sensor characteristics. However, the rapid change in the pressure value is due to a change in posture such as sitting down again. In addition, as shown in the time series change of the pelvis inclination angle in FIG. 18, the time series change of the pelvis inclination angle is relatively stable, but the pelvis tends to rotate forward every time the person is seated again. Can be seen.

【0028】図19は座り直し時の体圧分布を抽出した
もので、これから座り直し前の体圧分布と後の体圧分布
を比較すると姿勢変化後は前に比較して圧力が低くな
る。これは図17からも明らかである。また、図20は
身体のズレと身体圧分布の変化を示す図であり、図16
の場合に、開始10分以降から、多くの被験者について
座骨結節部の圧力の減少と大腿下部に掛かる圧力の増加
が見られたが、これは図20のように身体のズレにより
座骨結節部に掛かる圧力が大腿部へ移行しているものと
考察される。身体が図20のようにズレることによって
図18のように骨盤が後方に回転し、座骨結節部の圧力
が減少するものと思われる。
FIG. 19 shows an extracted body pressure distribution when re-seating. When comparing the body pressure distribution before re-seating with the body pressure distribution after that, the pressure becomes lower after the posture change than before. This is also clear from FIG. Further, FIG. 20 is a diagram showing a displacement of the body and changes in the body pressure distribution.
In the case of 10, the pressure of the ischial tuberosity decreased and the pressure of the lower thigh increased for many subjects from the 10 minutes after the start, but this was due to body displacement as shown in FIG. It is considered that the applied pressure is transferred to the thigh. It is considered that the displacement of the body as shown in FIG. 20 causes the pelvis to rotate backward as shown in FIG. 18 and the pressure at the ischial tuberosity portion to decrease.

【0029】以上、本実施の形態により、身体圧分布の
「身体的特性、姿勢、椅子の形状・機能、時間経過」の
基本特性について、次のような客観的な知見による分類
データが得られた。 1、身体的特性、について、 a、男性と女性では、男性の方が最大圧力値は高く出る
傾向がある。 b、男性の背圧分布が広いのに対して、女性は座圧が広
い傾向にある。 c、大柄な男性は女性と似た体圧分布を示す傾向があ
る。 d、痩せ型の体型の人は接触面積が狭く、圧力が高く出
る傾向がある。 e、太り型の人は最大圧力値が低い傾向がある。
As described above, according to the present embodiment, the following classification data can be obtained from the objective knowledge about the basic characteristics of the physical pressure distribution "physical characteristics, posture, chair shape / function, time passage". It was 1. Regarding physical characteristics: a. Among men and women, men tend to have higher maximum pressure values. b. The back pressure distribution for men is wide, whereas the seat pressure for women tends to be wide. c. Large men tend to show similar body pressure distribution to women. d. A person with a thin body tends to have a small contact area and a high pressure. e. Overweight people tend to have lower maximum pressure values.

【0030】2、姿勢、について、 f、足を置く位置が座圧に影響している。 g、骨盤が回転することにより、座骨結節部に掛かる圧
力が変化する。
With respect to 2, posture, f, the position on which the foot is placed affects the seat pressure. g. As the pelvis rotates, the pressure applied to the ischial tuberosity changes.

【0031】3、椅子の形状・機能、について、 h、クッション素材により、身体圧分布に違いが見られ
た。 i、リクライニング機構の椅子は、座骨結節部の圧力が
減少すると共に大腿部の圧力が上昇し、背もたれ上部を
中心に上体を支持する傾向がある。 j、ティルト機構の椅子は、座圧の変化は余り見られ
ず、腰部を中心に上体を支持する傾向がある。 k、背もたれの湾曲が強いものほど肩硬骨に掛かる圧力
が高い。
3. Regarding the shape and function of the chair, there was a difference in body pressure distribution depending on h and the cushion material. i. The chair of the reclining mechanism tends to support the upper body centering on the upper part of the backrest by decreasing the pressure at the ischial tuberosity and increasing the pressure at the thigh. j. Tilt mechanism chairs show little change in seat pressure and tend to support the upper body centering on the waist. k, the stronger the back curve, the higher the pressure on the shoulder bones.

【0032】4、時間経過、について、 m、時間経過と共に圧力値が上昇する。 n、座り直しや姿勢変化により、圧力が減少する。 o、時間経過と共に姿勢変化や身体のズレが起こり、そ
れが原因となって座骨結節部の圧力が減少し、大腿下部
の圧力が増加する。
With respect to time 4, the pressure value increases with time m. n, pressure decreases due to re-seating and posture changes. o As time elapses, posture changes and body displacement occur, which causes the pressure in the ischial tuberosity to decrease and the pressure in the lower thigh to increase.

【0033】このように、本実施の形態によれば、身体
圧分布と「身体特性、姿勢、椅子の形状・機能、時間経
過」についての関連性については、身体特性、姿勢など
個人差による影響が大きいため一般化は難しいが、個人
に合った椅子の選定や制作を目的とした場合は、個人の
特徴を抽出する必要があるので、その際は、以上のデー
タを椅子・シートのCADデータ等としてデータベース
化して置けば、重要な評価指標の一つとして利用するこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, the relationship between the body pressure distribution and "body characteristics, posture, chair shape / function, time passage" is influenced by individual differences such as body characteristics and posture. Since it is large, it is difficult to generalize, but for the purpose of selecting and producing a chair that suits the individual, it is necessary to extract the characteristics of the individual, so in that case, the above data is the CAD data of the chair / seat. It can be used as one of the important evaluation indexes by putting it in a database as such.

【0034】次に、本発明の、第2の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図21は本発明の、第2の実
施の形態に係る身体圧分布の経時的変化予測・評価シス
テムの処理のフローチャートである。前実施の形態で
は、各種の身体圧分布データを測定したが、第2の実施
の形態では説明を簡単にするために、男女大学生2名の
被験者に長時間座位を目的として椅子の条件を角度条件
A、Bの2条件とし、クッション素材を柔らかいものか
ら硬いものまで順にs、h、mの3条件として、身体圧
分布データを測定し、測定データを客観的評価方法とし
て、統計値(データ)を直接多変量解析、時系列解析、
ニューラルネットワーク処理等による分析・評価を行
い、座り心地等の官能評価を行うものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 21 is a flowchart of the process of the system for predicting / evaluating changes in body pressure distribution over time according to the second embodiment of the present invention. In the previous embodiment, various body pressure distribution data were measured, but in the second embodiment, for the sake of simplicity of explanation, two male and female university students were asked to sit on the chair for a long time and the angle of the chair was adjusted. Body pressure distribution data was measured under two conditions A and B, and three cushion materials from soft to hard, s, h, and m, in order, and the measured data was used as an objective evaluation method. ) Direct multivariate analysis, time series analysis,
It is a sensory evaluation such as sitting comfort by performing analysis / evaluation by neural network processing or the like.

【0035】この場合の身体圧分布測定の1フレームは
30秒とし、全実験フレームは210で1時間半から2
時間としている。同時に、官能評価として図22に示す
ような負担評価用紙を用いて被験者アンケートにより負
担評価を行う。負担評点は5段階として5を最高負担得
点に、肩から腿までの8部位について行っている。
In this case, one frame for measuring the body pressure distribution is 30 seconds, and the total experimental frame is 210, which is from 1 hour and a half to 2
It's time. At the same time, as a sensory evaluation, a burden evaluation is performed by a subject questionnaire using a burden evaluation form as shown in FIG. The burden rating is 5 steps, with 5 being the highest burden score, and 8 points from shoulder to thigh.

【0036】つぎに図21を参照して評価処理の詳細を
説明する。先ず、図23の統計値の説明図に示すよう
に、身体圧分布データの統計値として、座面又は背面の
センサー数(例えば、センサーシートのセンシングポイ
ント数等)、平均圧力値、標準偏差、変化率、最大圧力
値の10データを使い(S100)、これらの多変量解
析に主成分分析を用い統計値の縮約を行って整理し、こ
の縮約された変数で散布図を描いて、条件ごとの椅子の
傾向を抽出する(S101)。
Details of the evaluation process will be described below with reference to FIG. First, as shown in the statistical value explanatory diagram of FIG. 23, as the statistical value of the body pressure distribution data, the number of sensors on the seat surface or the back surface (for example, the number of sensing points of the sensor sheet), the average pressure value, the standard deviation, Using 10 data of rate of change and maximum pressure value (S100), principal component analysis was used for these multivariate analysis to reduce and organize the statistical values, and a scatter plot was drawn with the reduced variables. The tendency of the chair for each condition is extracted (S101).

【0037】具体的には多次元のデータを要約する主成
分分析は、図24に示すように、図23に示した10次
元のデータを、因子負荷量の絶対値の大きい変数に着目
して主成分を求める手法により2次元データに縮約す
る。これは図25の主成分分析の結果を示す因子負荷量
の図で見ると、第1因子の圧力関係値0.779、0.
855と、0.846、0.7、および第3因子のセン
サー数0.458、0.542、とで因子寄与率56.
1%に達することから、平均圧力値とセンサー数の2次
元データに縮約することになる。
Specifically, in the principal component analysis for summarizing multidimensional data, as shown in FIG. 24, the 10-dimensional data shown in FIG. 23 is focused on a variable having a large absolute value of factor loading. It is reduced to two-dimensional data by the method of obtaining the principal component. This is seen from the diagram of the factor loading amount showing the result of the principal component analysis in FIG. 25. The pressure-related values of the first factor are 0.779, 0.
855 and 0.846, 0.7, and the number of sensors of the third factor 0.458, 0.542, the factor contribution ratio 56.
Since it reaches 1%, it is reduced to two-dimensional data of the average pressure value and the number of sensors.

【0038】以上のように縮約された2次元の変数を用
いた、各条件(角度条件と素材の硬軟度)の散布図(横
軸に圧力平均値、縦軸はセンサー数関連値)を図26〜
図31に示す。これらの散布図に見られる傾向として
は、a:縦軸に長い、b:右上がり、c:右下がり、
d:二極化、が挙げられる。先ず、aの場合は、センサ
ー数に関係なく平均圧力が一定幅を保っている。これは
クッション性が硬い素材で角度条件がAの、条件A−h
に相当する図27に示す椅子にこの傾向が見られる。
Using the two-dimensional variables reduced as described above, a scatter diagram (horizontal axis is pressure average value, vertical axis is sensor number related value) of each condition (angle condition and hardness of material) is shown. FIG. 26-
It shows in FIG. The trends seen in these scatter plots are: a: long on the vertical axis, b: rising to the right, c: falling to the right,
d: bipolarization. First, in the case of a, the average pressure maintains a constant range regardless of the number of sensors. This is a material with a hard cushioning property, the angle condition is A, the condition A-h
This tendency can be seen in the chair shown in FIG.

【0039】bの場合は、センサー数の増加に伴い平均
圧力値も増加してプロット点が右方向へ伸び出してい
る。これはクッション性の柔らかい素材の条件の、椅子
の図26の条件がA−sの椅子に相当し、ワイドサポー
トされていて長時間座位姿勢を続けるとクッション性に
よりこの関係が成り立つ。
In the case of b, the average pressure value increases as the number of sensors increases, and the plot points extend to the right. This is a condition of the soft material having a cushioning property, and the condition of the chair in FIG. 26 corresponds to the As chair, and this relationship is established by the cushioning property when the chair is supported wide and continues to be in a sitting posture for a long time.

【0040】cの場合は、センサー数の増加に伴い平均
圧力が減少する傾向にあり、クッション性が一番硬い素
材である図28に示すA−mの椅子に相当する。これは
良好な座位姿勢がとれていると考えられる。最後にdの
場合は、クッション性に関わらず、角度条件がBの図2
9〜31に見られる傾向であり、センサー数の増加に伴
い平均圧力が減少し良好な座位姿勢がとれていると考え
られる。
In the case of c, the average pressure tends to decrease as the number of sensors increases, which corresponds to the chair of Am shown in FIG. 28, which is the material having the hardest cushioning property. This is considered to be a good sitting posture. Finally, in the case of d, the angle condition is B regardless of the cushioning property.
9 to 31, the average pressure decreases as the number of sensors increases, and it is considered that a good sitting posture can be achieved.

【0041】次に、以上のように主成分分析の結果、縮
約された変数である圧力値を時系列解析する(S10
2)。先ず、ARモデルを用いて、スペクトルに変換し
圧力値、圧力リズムの変化を観察する(S103)。A
Rモデルは自己回帰(Autoregressive
Model)モデルと呼ばれ、時系列データの線形予測
処理に常套的に用いられる手法であり、時系列解析にか
けた結果を図32〜図35に横軸に周期を縦軸に圧力値
を取って示している。又、同じ時系列周期で圧力値の階
差をとった場合を図36〜図39に示す(S104)。
なお、この場合の椅子の、条件毎の負担評価を図40に
示す。
Next, as a result of the principal component analysis as described above, pressure values, which are reduced variables, are time-series analyzed (S10).
2). First, the AR model is used to convert it into a spectrum and observe changes in pressure value and pressure rhythm (S103). A
R model is Autoregressive
Model) model, which is a method that is routinely used for linear prediction processing of time series data. The results of time series analysis are shown in FIG. 32 to FIG. 35 in which the horizontal axis represents the period and the vertical axis represents the pressure value. Shows. Further, FIGS. 36 to 39 show the case where the pressure difference is taken in the same time series cycle (S104).
Note that FIG. 40 shows a burden evaluation of the chair in each case in this case.

【0042】図32〜図35に示した圧力値のスペクト
ルは、順に被験者1、2と、角度条件、クッション性の
違い(A−s、B−s、A−m)によるもので、1時間
半〜2時間の実験時間中には大きな変化は見られない。
この時系列周期で圧力値の階差をとり圧力値の単位を変
えてみると、図36〜図39のように各条件で変動が見
られる。定常に見えていても微細な部分では非定常とな
っている。この状態を圧力リズムと呼び、圧力リズムの
有る無しと図40の負担評価の結果とで負担を予測する
(S105)。しかし、これで負担度を予測することは
難しいので、圧力リズムの評価アルゴリズムについて
は、現時点では参考データにとどめ、他の評価指数との
対応付けの余地を残し、システムでは今後、そうした学
習によって圧力リズムによる評価アルゴリズムが、時系
列的に追加更新され進化できるようにして置くものとす
る。
The pressure value spectra shown in FIGS. 32 to 35 depend on the subjects 1 and 2 and the angle conditions and the cushioning characteristics (A-s, B-s, A-m) in this order, and the spectra are for 1 hour. No significant changes were observed during the experimental period of half to 2 hours.
When the unit of the pressure value is changed by taking the step difference of the pressure values in this time series cycle, the fluctuation can be seen under each condition as shown in FIGS. 36 to 39. Even if it looks stationary, it is non-stationary in the minute parts. This state is called a pressure rhythm, and the burden is predicted based on the presence or absence of the pressure rhythm and the burden evaluation result of FIG. 40 (S105). However, it is difficult to predict the degree of burden with this, so for the evaluation algorithm of the pressure rhythm, we leave it as reference data at this point and leave room for association with other evaluation indexes, and the system will be able to predict the pressure by such learning in the future. The rhythm evaluation algorithm shall be placed so that it can be updated and evolved in time series.

【0043】そこで時系列解析における別の計算値とし
て偏自己相関係数(PARCOR)を求める(S10
6)。偏自己相関係数は前向き予測誤差と後向き予測誤
差の相関係数として定義されるので、モデルの次数には
依存せず、より時系列におけるデータ間の周期的な変動
が明確になる。その変動周期によって圧力リズム同様の
負担度予測式を、重回帰分析を用いて立てる(S10
7)。
Therefore, the partial autocorrelation coefficient (PARCOR) is obtained as another calculated value in the time series analysis (S10).
6). Since the partial autocorrelation coefficient is defined as the correlation coefficient between the forward prediction error and the backward prediction error, it does not depend on the order of the model, and the periodic fluctuation between the data in the time series becomes clearer. A burden level prediction formula similar to the pressure rhythm is established by using the multiple regression analysis according to the fluctuation cycle (S10).
7).

【0044】求めた式は、 Y=φ×(−2.3)+φ×(−8.0)+φ×
4.1+5.5 但し、Y:負担評点 φ:偏自己相関係数 R=0.8887(決定係数) であり、φは重回帰モデルの定数に相当する。
The obtained formula is Y = φ 1 × (−2.3) + φ 3 × (−8.0) + φ 4 ×
4.1 + 5.5 However, Y: burden rating φ: partial autocorrelation coefficient R 2 = 0.8887 (coefficient of determination), and φ corresponds to a constant of the multiple regression model.

【0045】式の妥当性を見るための検証として新デー
タの偏自己相関係数を代入して、図40、図41のよう
に被験者1、椅子タイプA/s、の場合に、各偏自己相
関係数の代入の結果、予測値Y=3.5、が得られた。
実測値は3.1であるから、予測値は妥当性のあるもの
で有った。以上が負担度予測手段の処理となる。
Substituting the partial autocorrelation coefficient of the new data as a verification for checking the validity of the equation, in the case of the subject 1 and the chair type A / s as shown in FIGS. As a result of substitution of the correlation coefficient, a predicted value Y = 3.5 was obtained.
Since the measured value was 3.1, the predicted value was valid. The above is the processing of the burden degree prediction means.

【0046】時系列解析を更に進めて、負担部位(図2
2の8部位:肩〜下腿)別に負担度を予測できないかを
探るため、偏自己相関係数と負担部位別評点とで正準相
関分析を行った(S108)。結果を図42に示す。図
42の表中、X1〜X5は1次から5次の偏自己相関係
数で、Y6〜Y13は図22の負担評価用紙の上から順
にある負担部位の負担評点である。FとGはXとYの合
成関数である。正準相関分析は正準変量間の相関の最大
化を図るものであり、この表からは、4次の偏自己相関
係数において背部、腰部、臀部の負担を抽出できる。
Further progressing the time series analysis, the burden site (Fig. 2
Canonical correlation analysis was performed using the partial autocorrelation coefficient and the score according to the burden site in order to investigate whether the burden level could be predicted for each of the 8 sites of 2 (shoulder to lower leg) (S108). Results are shown in FIG. 42. In the table of FIG. 42, X1 to X5 are partial autocorrelation coefficients from the 1st order to the 5th order, and Y6 to Y13 are the load ratings of the load parts in order from the top of the load evaluation sheet of FIG. F and G are composite functions of X and Y. The canonical correlation analysis aims to maximize the correlation between the canonical variables, and from this table, it is possible to extract the burden on the back, waist, and buttocks in the fourth-order partial autocorrelation coefficient.

【0047】以下更に、ニューラルネットワークを用い
て、例えば、主成分分析により多次元データを縮約した
センサー数、圧力値の2次元データより、図43に示す
ような自己組織化マップを作成した(S109)。自己
組織化マップは特性上、高次元の情報をニューロンの学
習により人間の可視できる2次元平面で再現するもの
で、図43の自己組織化マップも約1000回の学習に
より作成されている。
Further, using a neural network, a self-organizing map as shown in FIG. 43 is created from the two-dimensional data of the number of sensors and pressure values obtained by contracting multidimensional data by principal component analysis. S109). The self-organizing map characteristically reproduces high-dimensional information on a two-dimensional plane visible to humans by learning neurons, and the self-organizing map in FIG. 43 is also created by learning about 1000 times.

【0048】図43の自己組織化マップは、設定ニュー
ロンがy軸方向に集まっている。これは身体圧分布のデ
ータの特徴を表しているもので、この結果から図44に
示すように、発火ニューロンで、3つのクラスタに分け
られる。これによってニューラルネットワークによる分
類処理が行われる。これは主成分分析による被験者1、
2、椅子の特性A−s、A−h、A−m、等の分類(図
26〜)に対応するものである。この結果をレーダチャ
ートに示しその時の身体圧パターンを抽出して見る(S
110)。その一例をクラスタ分け後の統計値のレーダ
チャートと共に図45、図46に示す。但し、クラスタ
2は省略する。
In the self-organizing map of FIG. 43, set neurons are gathered in the y-axis direction. This represents the characteristics of the data of the body pressure distribution. From this result, as shown in FIG. 44, firing neurons are divided into three clusters. As a result, classification processing by the neural network is performed. This is subject 1 by principal component analysis,
2, the characteristics of the chairs A-s, A-h, A-m, etc. (FIG. 26-). This result is shown on the radar chart and the body pressure pattern at that time is extracted and viewed (S
110). An example thereof is shown in FIGS. 45 and 46 together with a radar chart of statistical values after clustering. However, the cluster 2 is omitted.

【0049】図45と図46におけるクラスタと負担評
価とを対応させると、クラスタ1においては臀部の負担
があるとなる。また、クラスタ3については臀部、腰
部、背部の負担度が大きいとなる。その場合の代表的な
身体圧パターンを抽出すると、確かに前者は臀部の圧力
値が高く、後者は臀部の圧力は同じように高く、背面を
使用しないというパターンの定義付けになる(S11
1)。
When the clusters in FIGS. 45 and 46 are associated with the burden evaluation, the buttocks are burdened in the cluster 1. Further, with respect to the cluster 3, the load on the buttocks, the waist, and the back is large. When a typical body pressure pattern in that case is extracted, it is true that the former has a high buttock pressure value, and the latter has a similarly high buttock pressure, which defines a pattern in which the back surface is not used (S11).
1).

【0050】なお、ニューラルネットワークについて
は、身体圧の分類(S110)の後、今後、他の評価指
標との対応付けを参考とする余地も残し、予測・評価ア
ルゴリズムも、学習の都度、時系列的に追加更新され、
進化できるようにする。こうして、S100〜S111
までの予測・評価アルゴリズムにおいて、ARモデルに
よる圧力リズムの検証、偏自己相関係数による予測評
価、ニューラルネットワークによる予測評価、の3つに
ついて最終的には、圧力リズムは参考データにとどめ、
偏自己相関係数による予測評価を主軸に、および(AN
D)/または(OR)、ニューラルネットワークによる
予測評価、という形で相互確認システムを構成し、総合
評価を行う(S112)。
With regard to the neural network, after the body pressure is classified (S110), there is still room for reference in association with other evaluation indexes in the future, and the prediction / evaluation algorithm also uses time series for each learning. Added and updated,
To be able to evolve. Thus, S100 to S111
In the prediction / evaluation algorithm up to, the pressure rhythm is limited to reference data in the three points of verification of pressure rhythm by AR model, prediction evaluation by partial autocorrelation coefficient, and prediction evaluation by neural network.
Predictive evaluation by partial autocorrelation coefficient is the main axis, and (AN
The mutual confirmation system is configured in the form of D) / or (OR) and prediction evaluation by a neural network, and comprehensive evaluation is performed (S112).

【0051】このように、第2の実施の形態によれば、
身体圧分布の物理量と座り心地などの官能量との対応評
価に当たり、主成分分析により身体圧分布の統計値を縮
約してデータを扱うことが可能になり、時系列解析で得
られるスペクトルで椅子に関する身体圧データを圧力の
リズムに置き換えて分析し、更に、時系列解析で得られ
た偏自己相関係数により負担度を予測する重回帰式を得
て、予測化の信頼度を向上させ、更に、偏自己相関係数
と負担とで正準相関分析を行って、負担部位別の予測を
実施し、ニューラルネットワークによっても身体圧デー
タをクラスタ分けして、体圧パターンも抽出し負担部位
別の予測を行って相互確認することによって、身体圧分
布の物理量と主観評価の心理量を用いた長時間座位姿勢
における信頼性の高い評価が可能になる。なお、ここま
では椅子、シートを対象に説明したが、靴用等の足裏の
測定や、ベッド等の医療用その他にも適用可能である。
As described above, according to the second embodiment,
When evaluating the correspondence between physical quantities of body pressure distribution and sensory quantities such as sitting comfort, it becomes possible to reduce the statistical value of body pressure distribution by principal component analysis and handle the data. The body pressure data related to the chair was analyzed by replacing it with the pressure rhythm, and the multiple regression equation for predicting the degree of burden was obtained by the partial autocorrelation coefficient obtained by the time series analysis to improve the reliability of prediction. In addition, a canonical correlation analysis is performed using the partial autocorrelation coefficient and the burden, and prediction is performed for each burden site. The body pressure data is also clustered by a neural network, and the body pressure pattern is also extracted to determine the burden site. By performing another prediction and mutual confirmation, it becomes possible to perform highly reliable evaluation in the sitting posture for a long time using the physical quantity of the body pressure distribution and the psychological quantity of the subjective evaluation. It should be noted that although the description has been made so far on chairs and seats, the present invention can be applied to measurement of the soles of shoes and the like, and medical applications such as beds.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、実効圧の測定が可能なセンサーにより身
体圧分布を測定してコンピュータに表示・保存する身体
圧分布の測定システムにおいて、椅子またはシートの座
面および背面を覆うように配置して人体の座圧および背
圧を実効的に検出可能なセンサーシートを用いて測定
し、コンピュータ上に被験者の座圧および背圧を表示す
る身体圧分布測定手段と、一定数の被験者について身体
圧分布測定手段による身体圧分布測定を行い性別・体型
の違いについて考察する身体特性解析手段と、一定数の
被験者について身体圧分布測定手段による身体圧分布測
定を行い各種姿勢の違いについて主に座圧より考察する
姿勢解析手段と、一定数の被験者について身体圧分布測
定手段による身体圧分布測定を行いクッション素材およ
び形状の違い、後傾姿勢における椅子の機能の違いにつ
いて考察する椅子の形状・機能解析手段と、一定数の被
験者について身体圧分布測定手段による身体圧分布測定
を行い着座後の時間経過について考察する経時変化解析
手段とを備えているので、身体圧分布データを多変量統
計値として幅広く測定することが可能になり、椅子やシ
ート等の個人に合ったものの選定、制作を目的とする場
合に個人の特徴を容易に抽出できるので、重要な評価指
標としてデータベース化して利用できるという効果があ
る。
As described above, according to the invention described in claim 1, the body pressure distribution measuring system for measuring the body pressure distribution by the sensor capable of measuring the effective pressure and displaying / storing it on the computer. In order to measure the seat pressure and back pressure of the human body by using a sensor seat that can be placed so as to cover the seat surface and back surface of the chair or seat, the seat pressure and back pressure of the subject can be measured on a computer. Body pressure distribution measuring means for displaying, body pressure analyzing means for measuring body pressure distribution for a fixed number of subjects by means of body pressure distribution measuring means, and considering differences in sex and body type, body pressure distribution measuring means for a fixed number of subjects The body pressure distribution is measured by the body pressure distribution measurement method and the posture analysis means mainly considers the difference in various postures from the seat pressure, and the body pressure distribution measurement means is used for a certain number of subjects. Sit by performing cloth measurement and considering the difference in cushion material and shape, and the function of the chair in the backward tilted posture, and the shape and function analysis means of the chair and the body pressure distribution measurement means for a certain number of subjects. Since it is equipped with means for analyzing changes over time afterwards, it is possible to widely measure body pressure distribution data as multivariate statistical values, and select and create items such as chairs and seats that suit individuals. In this case, the characteristics of the individual can be easily extracted, so that there is an effect that it can be used as a database as an important evaluation index.

【0053】また、請求項2に記載の発明によれば、身
体圧分布測定手段は、コンピュータ上の画面に被験者の
座圧および背圧の分布測定データを表示すると共に、使
用センサー数、圧力平均値、標準偏差、分散および最大
圧力値を含む各種測定データの統計処理および画面表示
を行うので、身体圧分布データの観察、分析、評価がイ
ンタラクティブに容易になるという効果がある。また、
請求項3に記載の発明によれば、身体特性解析手段は、
被験者の男女別座圧分布における座圧・背圧の圧力値、
活動センサー数、センサー座標を含む各種データを男女
別に平均したデータとして性別特徴を抽出し、男女別に
加えて痩せ型、標準型および太り型等の体型毎に分類さ
れた座圧・背圧の各種データを比較することにより解析
・分類するので、身体圧分布データによる男女別、体型
別の識別が容易にできるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the body pressure distribution measuring means displays the distribution measurement data of the seat pressure and the back pressure of the subject on the screen of the computer, and the number of sensors used and the pressure average are used. Since various measurement data including values, standard deviations, variances, and maximum pressure values are statistically processed and displayed on the screen, there is an effect that observation, analysis, and evaluation of body pressure distribution data can be facilitated interactively. Also,
According to the invention of claim 3, the body characteristic analyzing means comprises:
Pressure values of sitting pressure and back pressure in the subject's gender pressure distribution,
The gender characteristics are extracted as average data of various data including the number of activity sensors and sensor coordinates for each gender, and various types of sitting pressure and back pressure are classified according to body type such as lean type, standard type and overweight type in addition to gender. Since the data are analyzed and classified by comparing the data, there is an effect that it is possible to easily identify the sex and body type by the body pressure distribution data.

【0054】また、請求項4に記載の発明によれば、姿
勢解析手段は、被験者全員の座面での身体圧の圧力値、
活動センサー数、センサー座標を含む各種データを各種
の座り姿勢と対応する各種統計処理データにより考察す
るので、身体圧分布データにより前傾姿勢などの椅子に
座る姿勢判別ができるという効果がある。また、請求項
5に記載の発明によれば、椅子の形状・機能解析手段
は、椅子のクッション素材および形状の違いと、後傾姿
勢をとった場合の、椅子の機能の違いを座圧・背圧の変
化より判別するので、身体圧分布データにより椅子の形
状・機能の違いを容易に識別できるという効果がある。
また、請求項6に記載の発明によれば、経時変化解析手
段は、身体特性、姿勢、椅子の形状・機能等の各測定時
における着座条件を設定して長時間観察し、所定時間毎
に身体圧分布を測定して変化を抽出するので、身体圧分
布の長時間に亙る変化についての解析が可能になるとい
う効果がある。
Further, according to the invention described in claim 4, the posture analyzing means is configured so that the pressure value of the body pressure on the seat surfaces of all the subjects,
Since various data including the number of activity sensors and sensor coordinates are considered by various statistical processing data corresponding to various sitting postures, there is an effect that it is possible to determine a posture such as a forward leaning posture to sit on a chair from the body pressure distribution data. Further, according to the invention described in claim 5, the chair shape / function analyzing means determines the difference between the chair cushion material and the shape of the chair and the difference in the function of the chair when the seat is tilted backward. Since the determination is made based on changes in back pressure, there is an effect that the difference in chair shape and function can be easily identified from the body pressure distribution data.
Further, according to the invention described in claim 6, the time-dependent change analyzing means sets the sitting condition at each measurement such as body characteristics, posture, chair shape and function, observes for a long time, and at every predetermined time. Since the body pressure distribution is measured and the change is extracted, it is possible to analyze the change in the body pressure distribution over a long period of time.

【0055】また、請求項7に記載の発明によれば、実
効圧の測定が可能なセンサーにより身体圧分布を測定し
コンピュータに表示・保存して、物理量と官能量との対
応を分析・評価する身体圧分布の評価システムにおい
て、身体圧分布の統計値を縮約する主成分分析手段と、
主成分分析の結果より時系列解析のAR(自己回帰)モ
デルを用いて圧力リズムの変化を見る時系列解析手段
と、時系列解析として偏自己相関係数を求め負担度との
重回帰分析による予測式を立てて負担度の予測を行う負
担度予測手段と、偏自己相関係数と負担部位別評点とで
正準相関分析を行い、負担部位別負担度を予測する負担
部位別予測手段と、ニューラルネットワークに身体圧分
布データをかけて自己組織マップを作成しクラスタ分類
を行って身体圧パターンを抽出し定義する身体圧パター
ン定義手段とを備えているので、身体圧分布の物理量と
官能量との長時間座位姿勢における負担度の評価システ
ムを構築できるという効果がある。
According to the invention described in claim 7, the body pressure distribution is measured by a sensor capable of measuring the effective pressure, displayed and stored in a computer, and the correspondence between the physical quantity and the sensory quantity is analyzed and evaluated. In the body pressure distribution evaluation system, the principal component analysis means for reducing the statistical value of the body pressure distribution,
By means of multiple regression analysis with time series analysis means for observing changes in pressure rhythm using AR (autoregressive) model of time series analysis from the result of principal component analysis and partial autocorrelation coefficient as time series analysis. A burden level predicting unit that predicts the burden level by establishing a prediction formula, and a burden unit-based predictor that predicts the burden level by the burden site by performing a canonical correlation analysis using the partial autocorrelation coefficient and the score by the burden site. , A body pressure pattern defining means for extracting a body pressure pattern by defining a self-organizing map by multiplying the neural network with the body pressure distribution data and performing cluster classification. The effect is that a burden level evaluation system for a long sitting posture can be constructed.

【0056】また、請求項8に記載の発明によれば、身
体圧パターン定義手段は、クラスタ分けした統計値のレ
ーダチャートと身体圧分布によってクラスタと負担評価
を対応させる身体圧パターンの抽出定義を行うので、各
負担部位の身体圧分布の体圧パターンを抽出し定義付け
することができるという効果がある。
According to the eighth aspect of the present invention, the body pressure pattern defining means defines the extraction and definition of the body pressure pattern for correlating the cluster with the burden evaluation based on the radar chart of statistical values divided into clusters and the body pressure distribution. Since this is performed, there is an effect that the body pressure pattern of the body pressure distribution at each burden site can be extracted and defined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の、第1の実施の形態に係る身体圧分布
の基本特性測定システムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a body pressure distribution basic characteristic measuring system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す測定システムよる身体圧分布測定デ
ータの一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of body pressure distribution measurement data by the measurement system shown in FIG.

【図3】図1に示す測定システムでの時間経過による圧
力値の上昇例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a rise in pressure value over time in the measurement system shown in FIG.

【図4】図2に示す座圧の、男性の場合の例を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the seat pressure shown in FIG. 2 in the case of a male.

【図5】図2に示す座圧の、女性の場合の例を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the seat pressure shown in FIG. 2 in the case of a woman.

【図6】図4に示す座圧をグラフで表した図である。FIG. 6 is a graph showing the seat pressure shown in FIG.

【図7】図5に示す座圧をグラフで表した図である。FIG. 7 is a graph showing the seat pressure shown in FIG.

【図8】図1に示す測定で男女間の最大圧力値を比較す
る棒グラフを示す図である。
8 is a diagram showing a bar graph comparing the maximum pressure values between men and women in the measurement shown in FIG.

【図9】図1に示す測定で体型による最大圧力値を比較
した棒グラフを示す図である。
9 is a bar graph showing a comparison of maximum pressure values according to body types in the measurement shown in FIG.

【図10】図1に示す測定において座骨結節部に掛かる
圧力の姿勢による違いを棒グラフで示した図である。
10 is a bar graph showing the difference in the pressure applied to the ischial tuberosity portion depending on the posture in the measurement shown in FIG.

【図11】図1に示す測定において傾斜角による違いを
示す説明図である。
11 is an explanatory diagram showing a difference due to an inclination angle in the measurement shown in FIG.

【図12】図1に示す測定において椅子のクッション素
材と身体圧分布の違いを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a difference between a cushion material of a chair and a body pressure distribution in the measurement shown in FIG.

【図13】図12に示すクッション素材の違いの説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a difference in cushion material shown in FIG. 12.

【図14】図1に示す測定で後傾姿勢を取った場合の、
椅子の機能の違いと身体圧分布を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a case where a backward tilted posture is taken in the measurement shown in FIG.
It is a figure which shows the difference in the function of a chair, and body pressure distribution.

【図15】図14に示すティルト機構の椅子で背もたれ
の水平方向の湾曲が強い椅子の身体圧分布を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a body pressure distribution of the chair of the tilt mechanism shown in FIG. 14 in which the backrest is strongly curved in the horizontal direction.

【図16】図1に示す測定で経時変化を示す身体圧分布
を示す図である。
16 is a diagram showing a body pressure distribution showing a change over time in the measurement shown in FIG.

【図17】図16に示す経時変化の圧力値の時系列変化
を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a time-series change of the pressure value with the lapse of time shown in FIG.

【図18】図17に示す時系列変化に対する骨盤傾斜角
の時系列変化を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a time-series change in the pelvic tilt angle with respect to the time-series change shown in FIG.

【図19】図16に示す経時変化の測定中における座り
直しの際の、身体圧分布の変化を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a change in body pressure distribution at the time of reseating while measuring the change with time shown in FIG. 16.

【図20】図16に示す経時変化の測定中に起きる身体
のズレによる身体圧分布の変化を示す図である。
20 is a diagram showing a change in body pressure distribution due to a displacement of the body that occurs during the measurement of the change with time shown in FIG.

【図21】本発明の、第2の実施の形態に係る身体圧分
布の経時的変化予測・評価システムの処理のフローチャ
ートである。
FIG. 21 is a flowchart of the process of the system for predicting / evaluating changes in body pressure distribution over time according to the second embodiment of the present invention.

【図22】図21に示す評価システムで使用される負担
評価用紙を示す図である。
22 is a diagram showing a burden evaluation form used in the evaluation system shown in FIG. 21.

【図23】図21に示す主成分分析処理に使用する統計
値の説明図である。
23 is an explanatory diagram of statistical values used in the principal component analysis processing shown in FIG. 21.

【図24】図21に示す主成分分析処理の説明図であ
る。
24 is an explanatory diagram of the principal component analysis processing shown in FIG.

【図25】図21に示す主成分分析の結果である因子負
荷量を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a factor loading amount as a result of the principal component analysis shown in FIG. 21.

【図26】図21に示す主成分分析の条件A−sの椅子
についての散布図である。
FIG. 26 is a scatter diagram for the chair under the condition As of the principal component analysis shown in FIG. 21.

【図27】図21に示す主成分分析の条件A−hの椅子
についての散布図である。
FIG. 27 is a scatter diagram for the chair under the condition Ah of the principal component analysis shown in FIG. 21.

【図28】図21に示す主成分分析の条件A−mの椅子
についての散布図である。
28 is a scatter diagram for the chair under the condition A-m of the principal component analysis shown in FIG.

【図29】図21に示す主成分分析の条件B−sの椅子
についての散布図である。
FIG. 29 is a scatter diagram for the chair under the condition Bs of the principal component analysis shown in FIG. 21.

【図30】図21に示す主成分分析の条件B−hの椅子
についての散布図である。
FIG. 30 is a scatter diagram for the chair under the condition Bh of the principal component analysis shown in FIG. 21.

【図31】図21に示す主成分分析の条件B−mの椅子
についての散布図である。
FIG. 31 is a scatter diagram for the chair under the condition B-m of the principal component analysis shown in FIG. 21.

【図32】図21に示す時系列解析において被験者1椅
子A−sの場合のスペクトラムを示す図である。
32 is a diagram showing a spectrum in the case of subject 1 chair As in the time series analysis shown in FIG. 21.

【図33】図21に示す時系列解析において被験者2椅
子A−sの場合のスペクトラムを示す図である。
FIG. 33 is a diagram showing a spectrum in the case of subject 2 chairs As in the time series analysis shown in FIG. 21.

【図34】図21に示す時系列解析において被験者1椅
子B−sの場合のスペクトラムを示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a spectrum in the case of subject 1 chair B-s in the time series analysis shown in FIG. 21.

【図35】図21に示す時系列解析において被験者1椅
子A−mの場合のスペクトラムを示す図である。
35 is a diagram showing a spectrum in the case of subject 1 chair A-m in the time series analysis shown in FIG. 21.

【図36】図32に示すスペクトラムにおいて圧力値の
階差を取った場合の図である。
FIG. 36 is a diagram showing a case where a difference in pressure value is taken in the spectrum shown in FIG. 32.

【図37】図33に示すスペクトラムにおいて圧力値の
階差を取った場合の図である。
FIG. 37 is a diagram showing a case where a difference in pressure value is taken in the spectrum shown in FIG. 33.

【図38】図34に示すスペクトラムにおいて圧力値の
階差を取った場合の図である。
38 is a diagram showing a case where a difference in pressure value is taken in the spectrum shown in FIG. 34.

【図39】図35に示すスペクトラムにおいて圧力値の
階差を取った場合の図である。
FIG. 39 is a diagram showing a case where a difference in pressure value is taken in the spectrum shown in FIG. 35.

【図40】図21に示す時系列解析において使用する椅
子の、条件毎の負担評価の表を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing a table of burden evaluation for each condition of the chair used in the time series analysis shown in FIG. 21.

【図41】図21に示す偏自己相関係数を示す図であ
る。
41 is a diagram showing a partial autocorrelation coefficient shown in FIG. 21. FIG.

【図42】図21に示す正準相関分析の結果を示す図で
ある。
42 is a diagram showing the result of the canonical correlation analysis shown in FIG. 21.

【図43】図21に示す身体圧パターン抽出における自
己組織化マップを示す図である。
FIG. 43 is a diagram showing a self-organizing map in the body pressure pattern extraction shown in FIG. 21.

【図44】図43に示す自己組織化マップと関連するク
ラスタの説明図である。
FIG. 44 is an explanatory diagram of clusters associated with the self-organizing map shown in FIG. 43.

【図45】図44に示すクラスタ1のレーダチャートと
身体圧を示す図である。
45 is a diagram showing a radar chart and body pressure of the cluster 1 shown in FIG. 44.

【図46】図44に示す他のクラスタのレーダチャート
と身体圧を示す図である。
FIG. 46 is a diagram showing a radar chart and body pressure of another cluster shown in FIG. 44.

【図47】従来のセンサーシートの構造を示す図であ
る。
FIG. 47 is a diagram showing a structure of a conventional sensor sheet.

【図48】図47に示すセンサーシートの感度特性を示
す図である。
48 is a diagram showing sensitivity characteristics of the sensor sheet shown in FIG. 47.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 椅子 2 センサーシート 3 被験者 4 骨盤傾斜角センサー 5、6 A/Dコンバータ 7、8 パソコン 9 ビデオカメラ 10 キーボード 20 座圧 21 背圧 22 カラーバー 23 統計値 1 chair 2 sensor sheet 3 subjects 4 Pelvic tilt angle sensor 5, 6 A / D converter 7, 8 PC 9 video cameras 10 keyboard 20 Seat pressure 21 Back pressure 22 Color bar 23 Statistics

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三 家 礼 子 東京都新宿区中落合3丁目14番16号 (72)発明者 藤 巻 吾 朗 東京都小平市回田町48番地17 Fターム(参考) 2F051 AA17 AB07 BA07 BA08 4C038 VA20 VB40 VC20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Ryoko Miyake             3-14-16 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo (72) Inventor Goro Fujimaki             48 17 Kudamachi, Kodaira-shi, Tokyo F-term (reference) 2F051 AA17 AB07 BA07 BA08                 4C038 VA20 VB40 VC20

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 実効圧の測定が可能なセンサーにより身
体圧分布を測定してコンピュータに表示・保存する身体
圧分布の測定システムにおいて、 椅子またはシートの座面および背面を覆うように配置し
て人体の座圧および背圧を実効的に検出可能なセンサー
シートを用いて測定し、コンピュータ上に被験者の座圧
および背圧を表示する身体圧分布測定手段と、 一定数の被験者について前記身体圧分布測定手段による
身体圧分布測定を行い性別・体型の違いについて考察す
る身体特性解析手段と、 一定数の被験者について前記身体圧分布測定手段による
身体圧分布測定を行い各種姿勢の違いについて主に座圧
より考察する姿勢解析手段と、 一定数の被験者について前記身体圧分布測定手段による
身体圧分布測定を行いクッション素材および形状の違
い、後傾姿勢における椅子の機能の違いについて考察す
る椅子の形状・機能解析手段と、 一定数の被験者について前記身体圧分布測定手段による
身体圧分布測定を行い着座後の時間経過について考察す
る経時変化解析手段と、を備えたことを特徴とする身体
圧分布の基本特性測定・解析システム。
1. A body pressure distribution measuring system in which a body pressure distribution is measured by a sensor capable of measuring an effective pressure and is displayed / stored on a computer, wherein the chair or seat is arranged so as to cover a seat surface and a back surface. Body pressure distribution measuring means for displaying the seat pressure and back pressure of the subject on a computer by measuring the seat pressure and back pressure of the human body using a sensor sheet, and the body pressure for a certain number of subjects. The body pressure distribution is measured by the distribution measurement means and the difference in gender and body type is considered, and the body pressure distribution is measured by the body pressure distribution measurement means for a certain number of subjects, and the differences in various postures are mainly discussed. The posture analysis means to be considered from the pressure, and the body pressure distribution measurement by the body pressure distribution measurement means for a certain number of subjects to measure the cushion material and shape. Difference, and the difference in the function of the chair in the backward leaning posture, and the shape / function analysis means of the chair and the body pressure distribution measuring means for the body pressure distribution measuring means of a certain number of subjects, and the time course after sitting is considered. A basic characteristic measurement / analysis system for body pressure distribution, characterized by comprising: a time-dependent change analysis means.
【請求項2】 前記身体圧分布測定手段は、コンピュー
タ上の画面に被験者の座圧および背圧の分布測定データ
を表示すると共に、使用センサー数、圧力平均値、標準
偏差、分散および最大圧力値を含む各種測定データの統
計処理および画面表示を行うことを特徴とする請求項1
に記載の身体圧分布の基本特性測定・解析システム。
2. The body pressure distribution measuring means displays the measurement data of the seat pressure and the back pressure of the subject on a screen of a computer, and the number of sensors used, average pressure value, standard deviation, variance and maximum pressure value. The statistical processing and screen display of various measurement data including the above are performed.
The system for measuring and analyzing the basic characteristics of body pressure distribution described in.
【請求項3】 前記身体特性解析手段は、被験者の男女
別座圧分布における座圧・背圧の圧力値、活動センサー
数、センサー座標を含む各種データを男女別に平均した
データとして性別特徴を抽出し、前記男女別に加えて痩
せ型、標準型および太り型等の体型毎に分類された座圧
・背圧の各種データを比較することにより解析・分類す
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の身
体圧分布の基本特性測定・解析システム。
3. The body characteristic analyzing means extracts gender characteristics as data obtained by averaging various data including pressure values of seat pressure / back pressure, number of activity sensors, and sensor coordinates in a subject's gender-specific seat pressure distribution by gender. However, the data is analyzed and classified by comparing various data of sitting pressure and back pressure classified by body type such as lean type, standard type and overweight type in addition to the gender. Item 2. A basic characteristic measurement / analysis system for body pressure distribution according to item 2.
【請求項4】 前記姿勢解析手段は、被験者全員の座面
での身体圧の圧力値、活動センサー数、センサー座標を
含む各種データを各種の座り姿勢と対応する各種統計処
理データにより考察することを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項に記載の身体圧分布の基本特性測定・解
析システム。
4. The posture analysis means considers various data including pressure values of body pressures on the seating surfaces of all subjects, the number of activity sensors, and sensor coordinates by various statistical processing data corresponding to various sitting postures. Claims 1-3 characterized by the above.
The basic characteristic measurement / analysis system for body pressure distribution according to any one of 1.
【請求項5】 前記椅子の形状・機能解析手段は、椅子
のクッション素材および形状の違いと、後傾姿勢をとっ
た場合の、椅子の機能の違いを座圧・背圧の変化より判
別することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に
記載の身体圧分布の基本特性測定・解析システム。
5. The chair shape / function analysis means determines the difference in chair material and shape between the chair and the difference in function of the chair when the chair is in a backward tilted position, based on changes in seat pressure and back pressure. The basic characteristic measuring / analyzing system for body pressure distribution according to any one of claims 1 to 4, wherein
【請求項6】 前記経時変化解析手段は、前記身体特
性、姿勢、椅子の形状・機能等の各測定時における着座
条件を設定して長時間観察し、所定時間毎に身体圧分布
を測定して変化を抽出することを特徴とする請求項1〜
5のいずれか1項に記載の身体圧分布の基本特性測定・
解析システム。
6. The secular change analysis means sets a sitting condition at each measurement of the body characteristic, posture, chair shape and function, observes for a long time, and measures a body pressure distribution at every predetermined time. A change is extracted by extracting the change.
Basic characteristic measurement of body pressure distribution according to any one of 5
Analysis system.
【請求項7】 実効圧の測定が可能なセンサーにより身
体圧分布を測定しコンピュータに表示・保存して、物理
量と官能量との対応を分析・評価する身体圧分布の評価
システムにおいて、 身体圧分布の統計値を縮約する主成分分析手段と、前記
主成分分析の結果より時系列解析のAR(自己回帰)モ
デルを用いて圧力リズムの変化を見る時系列解析手段
と、時系列解析として偏自己相関係数を求め負担度との
重回帰分析による予測式を立てて負担度の予測を行う負
担度予測手段と、前記偏自己相関係数と負担部位別評点
とで正準相関分析を行い、負担部位別負担度を予測する
負担部位別予測手段と、ニューラルネットワークに前記
身体圧分布データをかけて自己組織マップを作成しクラ
スタ分類を行って身体圧パターンを抽出し定義する身体
圧パターン定義手段とを備えたことを特徴とする身体圧
分布の経時的変化予測・評価システム。
7. A body pressure distribution evaluation system for measuring and displaying on a computer a body pressure distribution by a sensor capable of measuring an effective pressure, and analyzing / evaluating the correspondence between a physical quantity and a sensory quantity. Principal component analysis means for reducing statistical values of distribution, time series analysis means for observing changes in pressure rhythm using AR (autoregressive) model of time series analysis from the result of the principal component analysis, and time series analysis A canonical correlation analysis is performed by means of a burden degree predicting means for predicting the burden degree by establishing a prediction equation by multiple regression analysis with the partial autocorrelation coefficient and the burden degree, and the partial autocorrelation coefficient and the rating according to burden portion A body for predicting the degree of burden for each burdened part and a body for which a body pressure pattern is extracted by defining a self-organization map by applying the body pressure distribution data to a neural network to create a self-organizing map. Change over time prediction and evaluation system of the body pressure distribution is characterized in that a pattern definition means.
【請求項8】 前記身体圧パターン定義手段は、クラス
タ分けした統計値のレーダチャートと身体圧分布によっ
てクラスタと負担評価を対応させる身体圧パターンの抽
出・定義を行うことを特徴とする請求項7に記載の身体
圧分布の経時的変化予測・評価システム。
8. The body pressure pattern defining means extracts and defines a body pressure pattern that associates a cluster with a burden evaluation, using a radar chart of statistical values divided into clusters and a body pressure distribution. A system for predicting and evaluating changes in body pressure distribution over time according to.
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