JP2016104074A - 姿勢判定装置、姿勢判定システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】着座状態における人物の姿勢を判定する場合に、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、該人物の前後左右方向の姿勢の傾きの度合いをより正確に判定する。【解決手段】位置情報取得部４０１は、着座状態の人物の身体の予め定められた部位の位置を示す位置情報を取得する。圧力情報取得部４０２は、人物が着座する座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得する。第１のピーク値抽出部４０４は、座面における圧力値の最大値を第１のピーク値として抽出する。第２のピーク値抽出部４０５は、予め定められた条件と一致する場合に、候補圧力値を第２のピーク値として抽出する。傾き度合い算出部４０７は、位置情報、第１のピーク値の座標を中心とした第１の領域内の圧力値の合計値および第２のピーク値の座標を中心とした第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、人物の着座状態における前後方向及び左右方向の傾き度合いを算出する。【選択図】図３

Description

本発明は、姿勢判定装置、姿勢判定システム及びプログラムに関する。

特許文献１には、複数の圧力センサ素子に加えられる圧力分布のエリアの左右対称線を決定し、左右対称線を基準として対称位置に位置する圧力センサ素子からの検出出力同士の比を求め、左右対称線を基準として対称位置に位置する圧力センサ素子からの検出出力の和が所定値以上あるか否かを判断し、検出出力の和をランク分けして、ランク分けされた圧力センサのうち最大検出出力に基づいて着座した人の座骨位置を決定して、座骨間隔を算出することが記載されている。

特許文献２には、臀部後方輪郭線に基づいて、押圧力の分布を二分する仮の着座方位線を決定し、押圧力の分布が、長手方向が仮の着座方位線に直交するようにして、複数の帯状領域に分割し、帯状領域における押圧力の分布の重心位置から着座方位線を決定することが記載されている。

特許文献３には、着座者の座への荷重を支持する荷重支持面を傾斜させると共に任意の傾斜角度で固定可能な電動の座傾動手段を有し、着座者の荷重支持面への荷重のバランスを検出する座荷重センサからの検出結果を受けて荷重支持面の荷重が大きく掛かっている方を高くするように座傾動手段を作動させることが記載されている。

特開２００２−００５７６１号公報 特開２０１０−２１０３６７号公報 特開２００２−３３６０９５号公報

本発明の目的は、着座状態における人物の姿勢を判定する場合に、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、該人物の前後方向及び左右方向の姿勢の傾きの度合いをより正確に判定することが可能な姿勢判定装置、姿勢判定システム及びプログラムを提供することである。

請求項１に係る本発明は、着座状態の人物を撮影した撮影画像から推定される、該人物の身体の予め定められた部位の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記人物が着座する座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、
前記圧力情報に基づいて、前記座面における圧力値の最大値を第１の極大値として抽出する第１の抽出手段と、
前記圧力情報において、前記最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、当該候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２の極大値として抽出する第２の抽出手段と、
前記位置情報に基づいて、前記人物の着座状態における前後方向の傾きの度合いを算出し、前記第１の極大値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値および前記第２の極大値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、前記人物の着座状態における左右方向の傾きの度合いを算出する算出手段と、
を有する姿勢判定装置である。

請求項２に係る本発明では、前記第２の抽出手段は、前記候補圧力値が、前記第１の極大値の座標から閾値以上の距離が離れた座標であり、前記第１の極大値の座標から予め定められた角度以内の座標であり、当該候補圧力値の座標と前記第１の極大値の座標との中間点における圧力値が当該候補圧力値よりも小さいことを前記予め定められた条件とする請求項１記載の姿勢判定装置である。

請求項３に係る本発明は、前記人物が姿勢判定の基準となる姿勢で座面に着座した際に、前記圧力情報取得手段により取得された圧力情報に基づいて、当該人物に対応する前記閾値を予め設定する設定手段をさらに有する請求項２記載の姿勢判定装置である。

請求項４に係る本発明は、前記算出手段により算出された前後方向及び左右方向の傾きの度合いを表示する表示手段をさらに有する請求項１から３いずれか１項記載の姿勢判定装置である。

請求項５に係る本発明では、前記第１の抽出手段及び第２の抽出手段は、前記圧力情報において、前記最大値が２つ存在する場合には、当該２つの最大値の座標間の距離が閾値以上離れており、当該最大値と、２つの最大値の座標間の中間点の圧力値との差が予め定められた値未満である際に、当該２つの最大値を第１の極大値及び第２の極大値としてそれぞれ抽出する請求項１から４いずれか１項記載の姿勢判定装置である。

請求王６に係る本発明では、前記第１の抽出手段および前記第２の抽出手段は、前記圧力情報において、前記最大値が複数存在する場合には、当該複数の最大値の圧力値のうち、座標間の距離が最も離れている２つの最大値を第１の極大値及び第２の極大値としてそれぞれ抽出する請求項１から４いずれか１項記載の姿勢判定装置である。

請求項７に係る本発明は、着座状態の人物を撮影する撮影装置と、前記人物が着座する座面にかかる圧力を測定する測定装置と、姿勢判定装置とを備え、
前記姿勢判定装置は、
前記撮影装置により撮影された撮影画像から推定される、該人物の身体の予め定められた部位の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記測定装置により測定された前記座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、
前記圧力情報に基づいて、前記座面における圧力値の最大値を第１の極大値として抽出する第１の抽出手段と、
前記圧力情報において、前記最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、当該候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２の極大値として抽出する第２の抽出手段と、
前記位置情報に基づいて、前記人物の着座状態における前後方向の傾きの度合いを算出し、前記第１の極大値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値および前記第２の極大値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、前記人物の着座状態における左右方向の傾きの度合いを算出する算出手段と、
を有する姿勢判定システムである。

請求項８に係る本発明は、着座状態の人物を撮影した撮影画像から推定される、該人物の身体の予め定められた部位の位置を示す位置情報を取得するステップと、
前記人物が着座する座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得するステップと、
前記圧力情報に基づいて、前記座面における圧力値の最大値を第１の極大値として抽出するステップと、
前記圧力情報において、前記最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、当該候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２の極大値として抽出するステップと、
前記位置情報に基づいて、前記人物の着座状態における前後方向の傾きの度合いを算出し、前記第１の極大値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値および前記第２の極大値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、前記人物の着座状態における左右方向の傾きの度合いを算出するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

請求項１に係る本発明によれば、着座状態における人物の姿勢を判定する場合に、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、該人物の前後方向及び左右方向の姿勢の傾きの度合いをより正確に判定することが可能な姿勢判定装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、着座状態における人物の左右方向の傾きの度合いをより正確に判定することが可能な姿勢判定装置を提供することができる。

請求項３に係る本発明によれば、請求項２に係る発明の効果に加えて、人物の体格に応じた閾値を設定することが可能な姿勢判定装置を提供することができる。

請求項４に係る本発明によれば、請求項１から３いずれか１項に係る発明の効果に加えて、人物の前後方向及び左右方向の傾きの度合いを視覚的に判定することが可能な姿勢判定装置を提供することができる。

請求項５に係る本発明によれば、請求項１から４いずれか１項に係る発明の効果に加えて、圧力情報において、最大値が２つ存在する場合でも、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、着座状態における人物の左右方向の傾きの度合いをより正確に判定することが可能な姿勢判定装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、請求項１から４いずれか１項に係る発明の効果に加えて、圧力情報において、最大値が複数存在する場合でも、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、着座状態における人物の左右方向の傾きの度合いをより正確に判定することが可能な姿勢判定装置を提供することができる。

請求項７に係る本発明によれば、着座状態における人物の姿勢を判定する場合に、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、該人物の前後方向及び左右方向の姿勢の傾きの度合いをより正確に判定することが可能な姿勢判定システムを提供することができる。

請求項８に係る本発明によれば、着座状態における人物の姿勢を判定する場合に、座面の圧力の重心を検出する場合と比較して、該人物の前後方向及び左右方向の姿勢の傾きの度合いをより正確に判定することが可能なプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態における姿勢判定システム２の構成の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態における端末装置４のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における端末装置４の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における人物１２の頭部Ｐから撮影装置６までの距離ｄ１及び人物１２の胸部Ｑから撮影装置６までの距離ｄ２との関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態における前後方向の傾き度合いの算出方法を示す一例である。 本発明の一実施形態における圧力測定装置８にかかる圧力の一例を示す図である。 本発明の一実施形態において圧力情報の圧力値を大きい順にソートした圧力値表の一例を示す図である。 本発明の一実施形態において人物１２が姿勢判定の基準となる姿勢で座面に着座した際に、座面に敷かれた圧力測定装置８により検知された座面にかかる圧力を示す一例である。 本発明の一実施形態における人物に対応する閾値の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における第１のピーク値の座標を中心とした第１の領域及び第２のピーク値の座標を中心とした第２の領域の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における左右方向の傾き度合いを算出する方法の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における表示部４０９による２次元表示の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における評価部４０８による姿勢評価の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における姿勢判定システム２の処理の全体的な流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における左右方向の傾き度合いを算出する処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る姿勢判定システム２の構成の一例を示す模式図である。本発明の姿勢判定システム２は、端末装置４と、撮影装置６と、圧力測定装置８とから構成されており、撮影装置６及び圧力測定装置８は、有線又は無線により通信可能に端末装置４に接続されている。

端末装置４は、コンピュータとしての機能を備えた装置であり、例えば、タブレットＰＣ（personal computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、スマートフォンなどである。

撮影装置６は、着座状態の人物を撮影するカメラである。本実施形態では、撮影装置６は、端末装置４に一体的に設けられており、椅子１０に着座した人物１２を人物１２の正面から撮影する。なお、撮影装置６は、端末装置４とは別に設けられていてもよい。また、椅子１０に着座した人物１２を人物１２の背面から撮影してもよい。また、本実施形態では、撮影装置６は、距離画像センサを搭載したカメラであり、距離画像を撮影するよう構成されている。このため、撮影装置６からは撮影データとして３次元のデータが得られる。本実施形態では、撮影装置６は、距離画像が撮影できればよく、距離画像の撮影方式については問わない。例えば、距離画像の撮影方式としてＴＯＦ（Time Of Flight）方式であってもパターン照射方式であってもよい。なお、後述するように、人物１２の側面から撮影する場合には、撮影装置６は、２次元画像を撮影するカメラとして構成し、距離画像を撮影しなくてもよい。

撮影装置６は、本実施形態では、着座状態の人物１２の例えば臀部を含む上半身を撮影するよう設けられているが、撮影範囲はこれに限られない。例えば、腰部から上の身体を撮影するよう設けられていてもよいし、臀部よりも下部を含む範囲を撮影するよう設けられていてもよい。

圧力測定装置８は、人物が着座する座面にかかる圧力を測定する測定装置である。圧力測定装置８は、例えば、シート状に構成されており、座面に敷かれ、着座により座面にかかる圧力を検知する。本実施形態では、圧力測定装置８は、椅子１０の座面に設けられており、座面領域の各地点（例えば、１６×１６の２５６地点）の圧力を検知する。

図２は、端末装置４のハードウェア構成の一例を示す図である。
端末装置４は、図２に示されるように、ＣＰＵ２０、メモリ２２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶部２４、撮影装置６及び圧力測定装置８との間でデータの送受信を無線又は有線で行う通信インタフェース（ＩＦ）２６、操作者によってなされる入力を受付け、表示対象の情報を表示するタッチパネルなどのユーザインタフェース（ＵＩ）部２８を有し、これらの構成要素は、制御バス３０を介して互いに接続されている。なお、通信ＩＦ２６は、図示しないネットワークを介して、他の装置との間ともデータの送受信を行ってもよい。また、ＵＩ部２８は、タッチパネルによる構成に限らず、ポインティングデバイス又はキーボードとディスプレイとから構成されてもよい。

ＣＰＵ２０は、メモリ２２または記憶部２４に格納されたプログラムに基づいて処理を実行して、端末装置４の動作を制御する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ２０は、メモリ２２または記憶部２４内に格納されたプログラムを読み出して実行するものとして説明したが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ２０に提供することも可能であるし、通信ＩＦ２２を介してＣＰＵ２０に提供することも可能である。

図３は、プログラムが実行されることにより実現される端末装置４の機能構成を示すブロック図である。

図３に示すように、端末装置４は、位置情報取得部４０１と、圧力情報取得部４０２と、圧力値ソート部４０３と、第１のピーク値抽出部４０４と、第２のピーク値抽出部４０５と、合計圧力値算出部４０６と、傾き度合い算出部４０７と、評価部４０８と、表示部４０９と、閾値設定部４１０と、基準データ記憶部４１１とを有する。

位置情報取得部４０１は、着座状態の人物１２の身体の予め定められた部位の位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部４０１は、撮影装置６による撮影で得られた撮影データから推定される位置情報を取得する。

位置情報取得部４０１は、例えば、機械学習などにより予め人体の骨格などをモデル化しておき、撮影装置６からの撮影画像にモデルをあてはめることにより、着座状態の人物１２の身体の部位の位置を推定し、位置情報を取得する。なお、位置情報取得部４０１は、着座状態の人物１２の身体の予め定められた部位の位置情報を取得すればよく、位置情報の推定方法は限定されない。また、位置情報取得部４０１は、他の装置により推定された位置情報を取得してもよい。

本実施形態では、位置情報取得部４０１は、予め定められた部位の位置情報として、頭部、肩部、腰部、臀部などの部位の位置情報を取得する。位置情報取得部４０１は、頭部の位置情報として例えば頭部の中心部分として推定される位置を取得し、肩部の位置情報として例えば肩の関節部分として推定される位置を取得し、腰部の位置情報として例えば腰椎の中央部分として推定される位置を取得し、臀部として仙骨の中心部分として推定される位置を取得する。

圧力情報取得部４０２は、人物１２が着座する座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得する圧力情報を取得する機能を備え、本実施形態では圧力測定装置８により測定された圧力の測定データを取得する。本実施形態では、座面領域上に等間隔でマス目状に配列される縦１６×横１６の計２５６地点の圧力値からなる圧力情報を取得する。

圧力値ソート部４０３は、圧力情報取得部４０２により取得された圧力情報の圧力値を大きい順にソート（整列）する。

第１のピーク値抽出部４０４は、圧力情報に基づいて、座面における圧力値の最大値を第１のピーク値（極大値）として抽出する。本実施形態においては、第１のピーク値抽出部４０４は、圧力値ソート部４０３により大きい順にソートされた圧力値を参照して、圧力情報における圧力値の最大値を検出し、この圧力値の最大値を第１のピーク値として抽出する。

第２のピーク値抽出部４０５は、圧力情報において、最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、この候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２のピーク値として抽出する。本実施形態においては、第２のピーク値抽出部４０５は、圧力値ソート部４０３により大きい順にソートされた圧力値を参照して、最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、この候補圧力値が、第１のピーク値の座標から閾値以上の距離が離れた座標であり、第１のピーク値の座標から予め定められた角度以内の座標であり、当該候補圧力値の座標と第１のピーク値の座標との中間点における圧力値が当該候補圧力値よりも小さい場合に、当該候補圧力値を第２のピーク値として抽出する。なお、第２のピーク値の抽出方法の具体例については後述する。

合計圧力値算出部４０６は、第１のピーク値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値と、第２のピーク値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値とを算出する。なお、第１の領域内の圧力値の合計値及び第２の領域内の圧力値の合計値の具体的な算出方法については後述する。

傾き度合い算出部４０７は、位置情報取得部４０１により取得された位置情報に基づいて人物１２の身体の前後方向の傾き度合い（傾きの度合い）を算出する。なお、人物１２の前後方向の傾き度合いを算出する具体的な方法については後述する。

また、傾き度合い算出部４０７は、合計圧力値算出部４０６により算出された第１のピーク値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値および第２のピーク値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、人物１２の着座状態における左右方向の傾き度合いを後述する方法を用いて算出する。

評価部４０８は、傾き度合い算出部４０７により算出された前後方向及び左右方向の傾き度合いに基づいて、人物１２の着座状態におけるバランスを評価する。本実施形態においては、評価部４０８は、前後方向及び左右方向の傾き度合いに応じて、一定時間が経過した場合に、人物１２に対して表示部４０９を介してメッセージを表示する。

表示部４０９は、傾き度合い算出部４０７により算出された前後方向及び左右方向の傾き度合いを表示する。本実施形態においては、表示部４０９は、傾き度合い算出部４０７により算出された前後方向及び左右方向の傾き度合いに基づいて、人物１２の前後方向及び左右方向にどれだけ傾いているかを示す２次元表示を行う。

閾値設定部４１０は、人物１２が姿勢判定の基準となる姿勢で座面に着座した際に、圧力情報取得部４０２により取得された圧力情報に基づいて、人物１２に対応する閾値を予め設定する。なお、具体的な閾値の設定方法については後述する。

基準データ記憶部４１１は、閾値設定部４１０により設定された閾値を記憶する。

次に、傾き度合い算出部４０７の前後方向の傾き度合いを算出する方法の一例について、図面を参照して詳細に説明する。

図４及び図５は、位置情報取得部４０１により取得された位置情報に基づく前後方向の傾き度合いの算出方法の一例を示す図である。図４は、人物１２の姿勢と、人物１２の頭部Ｐから撮影装置６までの距離ｄ１及び人物１２の胸部Ｑから撮影装置６までの距離ｄ２との関係を示す模式図である。また、図５は、距離ｄ１、距離ｄ２の差と、前後方向の傾き度合いの関係とを示す表である。図４及び図５に示される例では、傾き度合い算出部４０７は、位置情報取得部４０１により取得された距離ｄ１と距離ｄ２の差の大きさにより、位置情報取得部４０１により取得された位置情報に基づく前後方向の傾き度合いを算出する。

傾き度合い算出部４０７は、距離ｄ１と距離ｄ２との差が予め定められた閾値よりも大きい場合、人物１２の姿勢が基準姿勢（この例では、ｄ１≒ｄ２である姿勢を基準姿勢としている）に比べて前のめりの姿勢又は背もたれた姿勢であると判定する。そして、傾き度合い算出部４０７は、前のめり度合い又は背もたれ度合いに応じて、前後方向の傾き度合いを算出する。すなわち、前のめり度合い又は背もたれ度合いが大きいほど、前後方向の傾き度合いが大きいものとして算出する。

図５に示される例では、距離ｄ１と距離ｄ２との差が閾値Tha1, Tha2, Tha3, Tha4, Tha5（ただし、Tha1 < Tha2 < Tha3 < Tha4 < Tha5）を超えるか否かによって、前のめり度合いが判断され、前方向の傾き度合いが算出される。また、距離ｄ１と距離ｄ２との差が閾値Thb1, Thb2, Thb3, Thb4, Thb5（ただし、Thb1 < Thb2 < Thb3 < Thb4 < Thb5）を超えるか否かによって、後方向の傾き度合いが算出される。例えば、傾き度合い算出部４０７は、図５に示されるように、d2 > d1 + Tha1である場合には、前後方向の傾き度合いが−２０であると算出する。

このように、基準姿勢とのずれ度合いにより、前後方向の傾き度合いを算出している。上記例では、基準姿勢はｄ１≒ｄ２である姿勢としているが、基準姿勢はこれに限定されず、ｄ１（ｄ２）が、ｄ２（ｄ１）に対して、予め定められた長さだけ長い状態を基準姿勢としてもよい。また、上記例では、頭部と胸部の位置に基づいて姿勢を判断しているが、他の部位の位置に基づいて姿勢を判断してもよいし、人物１２の部位の前後方向の位置に限らず横方向の位置に基づいて、人物１２の基準姿勢からのずれを判定し、前後方向の傾き度合いを算出してもよい。また、上記例では、閾値をTha1, Tha2, Tha3, Tha4, Tha5及びThb1, Thb2, Thb3, Thb4, Thb5として、１０個の閾値が設定されているものとして説明しているが、閾値の数は限定されるものではなく、１０個よりも多くの閾値を設定して、前後方向の傾き度合いをより細かく算出するようにしてもよい。

次に、第１のピーク値抽出部４０４及び第２のピーク値抽出部４０５による第１のピーク値及び第２のピーク値の抽出方法の具体例について、図面を参照して詳細に説明する。

図６は、圧力測定装置８にかかる圧力の一例を示す図である。図６においては、説明を簡単にするために、圧力値の高さを色の濃さで示している。具体的には、色が濃い地点は圧力値が高い地点であり、色が薄い地点は圧力値が低い地点を示している。また、図７は、圧力値ソート部４０３により圧力情報の圧力値が大きい順にソートされた場合の一例を示す圧力値表である。

図７に示されるように、圧力値ソート部４０３は、圧力情報取得部４０２により取得された圧力情報の圧力値を、大きい順にＶａｌ１、Ｖａｌ２、Ｖａｌ３、Ｖａｌ４・・・Ｖａｌ５・・・としてそれぞれソートした圧力値表を作成する。また、圧力値ソート部４０３は、それぞれの圧力値の地点及びその座標（ｘ，ｙ）を対応付ける。例えば、図７に示されるように、地点６１における圧力値Ｖａｌ１が圧力情報における最大値である場合には、Ｖａｌ１を圧力値表の先頭とし、Ｖａｌ１の地点６１及びその座標（１１，８）をそれぞれ対応付ける。

なお、本実施形態においては、図６に示されるように、１つのマス目を１つの地点とし、各マス目がｘ軸方向に１、ｙ軸方向に１の大きさである正方形であるものとして説明する。また、本実施形態における座標とは、図６に示されるように、地点６０を（１，１）とし、ｘ軸方向及びｙ軸方向に地点６０から何マス離れているかを示している。例えば、座標（１１，８）は、地点６０からｘ軸方向に１１マス、ｙ軸方向に８マス離れた地点を示している。

そして、第１のピーク値抽出部４０４は、圧力値ソート部４０３により大きい順にソートされた圧力値を参照して、圧力情報における最大値を第１のピーク値として抽出する。例えば、図７に示されるように、Ｖａｌ１が最大値である場合には、Ｖａｌ１を第１のピーク値として抽出する。

次に、第２のピーク値抽出部４０５は、圧力値ソート部４０３により大きい順にソートされた圧力値を参照して、最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択する。

そして、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値の座標が、第１のピーク値の座標から人物１２に対応する閾値以上の距離が離れているかを判定する。例えば、人物１２に対応する閾値として３が設定されている場合、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値の座標が、第１のピーク値の座標からｘ軸方向に３マスの距離が離れているかを判定する。

次に、第２のピーク値抽出部４０５は、第１のピーク値の座標が、座面領域上において右領域であるか左領域であるかを判定する。本実施形態においては、図６に示されるように、ｘ軸方向に１６個の地点が２等分される位置を基準として、座面領域をｘ軸方向に８マスずつとなるように分割する。本実施形態においては、図６に示されるように、ｘ座標が８以下である場合には左領域、ｘ座標が９以上である場合には右領域であるものとして説明する。

そして、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値の座標が第１のピーク値の座標から予め定められた角度以内の座標であるかを判定する。本実施形態においては、第２のピーク値抽出部４０５は、第１のピーク値の座標のｘ座標を参照して、第１のピーク値の座標が右領域（ｘ座標が９以上）である場合には、候補圧力値の座標が第１のピーク値の左側においてｘ軸との平行線から−４５°以上４５°以下であるか否かを判定し、第１のピーク値の座標が左領域（ｘ座標が８以下）である場合には、候補圧力値の座標が第１のピーク値の右側においてｘ軸との平行線から−４５°以上４５°以下であるかを判定する。本実施形態においては、第１のピーク値として抽出された圧力値Ｖａｌ１の地点６１のｘ座標が１１であるため、第１のピーク値は右領域に存在するものとして説明する。

さらに、第２のピーク値抽出部４０５は、圧力情報を参照して、候補圧力値の座標と第１のピーク値の座標との中間点における圧力値が、候補圧力値よりも小さいかを判定する。本実施形態においては、第２のピーク値抽出部４０５は、圧力値ソート部４０３により作成された圧力値表を参照して、候補圧力値の座標と第１のピーク値の座標との中間点における圧力値が、圧力値表において候補圧力値よりも下位であるかを判定する。

そして、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値が、上述した全ての条件を満たしている場合に、この候補圧力値を第２のピーク値として抽出する。

また、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値がいずれかの条件と一致しない場合には、圧力ソート部により大きい順にソートされた圧力値を参照して、次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、同様に候補圧力値が予め定められた条件と一致するか否かを判定することにより、第２のピーク値を抽出する処理を繰り返す。

具体的には、図７に示されるように、第１のピーク値抽出部４０４は、地点６１の圧力値Ｖａｌ１を第１のピーク値として抽出する。次に、図７に示されるように、第２のピーク値抽出部４０５は、圧力値Ｖａｌ１の次に大きい圧力値Ｖａｌ２を候補圧力値として選択する。

そして、第２のピーク値抽出部４０５は、図６に示されるように、圧力値Ｖａｌ２の地点６２が、第１のピーク値として抽出された圧力値Ｖａｌ１の地点６１よりもｘ軸方向に３マス以上の距離が離れていないため、圧力値Ｖａｌ２は予め定められた条件と一致しないと判定して、次の候補圧力値を選択する。

次に、第２のピーク値抽出部４０５は、図７に示されるように、圧力値Ｖａｌ２の次に大きい圧力値Ｖａｌ３を候補圧力値として選択する。

そして、第２のピーク値抽出部４０５は、図６に示されるように、圧力値Ｖａｌ３の地点６３は、右領域であると判定された第１のピーク値の地点６１よりも右側の座標に存在するため、圧力値Ｖａｌ３は予め定められた条件と一致しないと判定して、次の候補圧力値を選択する。

次に、第２のピーク値抽出部４０５は、図７に示されるように圧力値Ｖａl３の次に大きい圧力値Ｖａｌ４を候補圧力値として選択する。

そして、図６に示されるように、圧力値Ｖａｌ４の地点６４は、第１のピーク値として抽出された圧力値Ｖａｌ１の地点６１よりもｘ軸方向に３マス以上の距離が離れており、第１のピーク値の地点６１の左側においてｘ軸との平行線から−４５°以上４５°以下の座標に存在している。また、図７に示されるように、圧力値ソート部４０３により作成された圧力値表において、圧力値Ｖａｌ４の地点６４と第１のピーク値の地点６１との中間点である地点６５の圧力値Ｖａｌ５は、圧力値Ｖａｌ４よりも下位であるため、第２のピーク値抽出部４０５は、圧力値Ｖａｌ４を第２のピーク値として抽出する。

次に、閾値設定部４１０により人物１２に対応する閾値を設定する具体的な方法について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本実施形態の姿勢判定処理を行う前の事前処理として、閾値設定部４１０は、基準となる閾値として基準閾値３を予め設定しておき、基準データ記憶部４１１に記憶させる。次に、人物１２に姿勢判定の基準となる姿勢で座面に着座してもらう。この際に、閾値設定部４１０は、端末装置４にログインしているユーザのユーザＩＤを取得して、基準データ記憶部４１１は、取得されたユーザＩＤを記憶する。

図８は、人物１２が姿勢判定の基準となる姿勢で座面に着座した際に、座面に敷かれた圧力測定装置８により検知された座面にかかる圧力を示す一例である。

そして、圧力情報取得部４０２は、圧力測定装置８により測定された圧力の測定データに基づいて、圧力情報を取得する。

次に、第１のピーク値抽出部４０４及び第２のピーク値抽出部４０５は、上述した方法を用いて、第１のピーク値及び第２のピーク値をそれぞれ抽出する。具体的には、第１のピーク値抽出部４０４は、圧力値ソート部４０３によりソートされた圧力値を参照して、圧力情報における圧力値の最大値を第１のピーク値として抽出する。また、第２の抽出手段４０５は、圧力値ソート部４０３により大きい順にソートされた圧力値を参照して、最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、この候補圧力値が、第１のピーク値の座標から基準閾値以上の距離が離れた座標であり、第１のピーク値の座標から予め定められた角度以内の座標であり、当該候補圧力値の座標と第１のピーク値の座標との中間点における圧力値が当該候補圧力値よりも小さい場合に、当該候補圧力値を第２のピーク値として抽出する。

なお、事前処理において閾値設定部４１０により人物１２に対応する閾値を設定する場合、第２のピーク値を抽出する際の閾値は、上述した基準となる閾値として予め設定された基準閾値３を用いる。

例えば、図８に示されるように、地点７１が最大値であり、地点７２が最大値の次に大きい圧力値である場合、第１のピーク値抽出部４０４は、地点７１の圧力値を第１のピーク値として抽出する。また、地点７２は、第１のピーク値である地点７１から基準閾値３以上の距離が離れており、右領域である第１のピーク値の地点６１の左側においてｘ軸との平行線から−４５°以上４５°以下に存在しており、地点７１と地点７２との中間点における圧力値が地点７２の圧力値より小さいため、第２のピーク値抽出部４０５は、地点７２の圧力値を第２のピーク値として抽出する。

そして、閾値設定部４１０は、第１のピーク値の座標と、第２のピーク値の座標とのｘ軸方向の距離を算出する。そして、第１のピーク値の座標と第２のピーク値の座標とのｘ軸方向の距離に応じて、人物１２に対応する閾値を設定する。本実施形態においては、人物１２が姿勢判定の基準となる姿勢で座面に着座した際に、抽出された第１のピーク値の座標と第２のピーク値の座標とのｘ軸方向の距離から２を減算した値を、人物１２に対応する閾値として設定する。なお、本実施形態においては、第１のピーク値の座標と第２のピーク値の座標とのｘ軸方向の距離から２を減算した値を、人物１２に対応する閾値としているが、第１のピーク値の座標と第２のピーク値の座標とのｘ軸方向の距離以下の値であれば減算する値を２に限定されるものではなく適宜設定可能である。

具体的には、地点７１と地点７２のｘ軸方向の距離が５マスである場合、人物１２に対応する閾値を３と設定して、基準データ記憶部４１１に記憶させる。また、人物１２の体格が大柄であり、地点７１と地点７２のｘ軸方向の距離が７マスである場合、人物１２に対応する閾値を５と設定して、基準データ記憶部４１１に記憶させる。また、人物１２の体格が小柄であり、地点７１と地点７２のｘ軸方向の距離が３マスである場合、人物１２に対応する閾値を１と設定して、基準データ記憶部４１１に記憶させる。

そして、図９に示されるように、基準データ記憶部４１１は、閾値設定部４１０により上記のようにして設定された閾値を、各人物のユーザＩＤに対応付けて記憶する。

なお、本実施形態においては、閾値設定部４１０が、端末装置４にログインしているユーザのユーザＩＤを取得するものとして説明したが、端末装置４を介してユーザＩＤ等の情報の入力を要求するようにしてもよい。

次に、傾き度合い算出部４０７による左右方向の傾き度合いを算出する方法について、図面を参照して詳細に説明する。

図１０は、第１のピーク値の座標を中心とした第１の領域及び第２のピーク値の座標を中心とした第２の領域の一例を示す図である。

図１０に示されるように、本実施形態においては、まず、合計圧力値算出部４０６は、第１のピーク値の座標と第２のピーク値の座標との間の垂直二等分線までの距離を半径とした円を算出する。

次に、合計圧力値算出部４０６は、第１のピーク値の座標を中心とした円の内部を第１の領域とし、第１の領域内の各地点の圧力値の和を第１の合計圧力値として算出する。また、合計圧力値算出部４０６は、第２のピーク値の座標を中心とした円の内部を第２の領域とし、第２の領域内の各地点の圧力値の和を第２の合計圧力値として算出する。

そして、傾き度合い算出部４０７は、合計圧力値算出部４０６により算出された第１の合計圧力値及び第２の合計圧力値に基づいて、左右方向の傾き度合いを算出する。

具体的には、図１１に示されるように、傾き度合い算出部４０７は、左右方向の傾き度合いＥ、第１の合計圧力値Ｄ１及び第２の合計圧力値Ｄ２に基づいて、Ｅ＝（（Ｄ１／（Ｄ１＋Ｄ２））−０．５）×２００という式を用いて左右方向の傾き度合いを算出する。なお、傾き度合いＥは、−１００〜＋１００の範囲で設定する。本実施形態における左右の傾き度合いは、０を基準として、０よりも大きい場合には右方向、０よりも小さい場合には左方向にそれぞれ着座状態の人物１２が傾いていることを示している。例えば、第１の合計圧力値Ｄ１が７００、第２の合計圧力値Ｄ２が３００である場合には、傾き度合い算出部４０７は、左右方向の傾き度合いが４０であると算出する。

なお、本実施形態においては、Ｅ＝（（Ｄ１／（Ｄ１＋Ｄ２））−０．５）×２００という式を用いて左右方向の傾き度合いを算出するものとして説明したが、例えば、Ｅ＝（Ｄ１／（Ｄ１＋Ｄ２）としてもよく、左右の傾きの度合いが把握できるものであれば限定されるものではない。また、本実施形態においては、第１のピーク値の座標及び第２のピーク値の座標との間の垂直二等分線までの距離を半径とした円の内部をそれぞれ、第１の領域及び第２の領域として説明したが、第１のピーク値の座標及び第２のピーク値の座標がそれぞれ中心となる領域であれば限定されるものではなく、第１のピーク値の座標及び第２のピーク値の座標がそれぞれ中心となる予め定められた範囲の領域を第１の領域及び第２の領域としてもよい。

次に、表示部４０９による前後左右方向の傾き度合いを２次元表示する一例について、図面を参照して詳細に説明する。

図１２に示されるように、表示部４０９は、傾き度合い算出部４０７により算出された前後方向及び左右方向の傾き度合いを２次元表示する。本実施形態においては、図１２に示されるように、縦軸で前後方向の傾きを示し、横軸で左右方向の傾きを示しており、傾き度合い算出部４０７により算出された前後左右方向の傾き度合いの値に基づいて、人物１２の現在の傾き度合いを、傾き点８０の位置により表示している。そして、図１２に示すように、前後方向及び左右方向の傾き度合いに応じて、「正常」の領域、「やや傾き」の領域及び「かなり傾き」の領域をそれぞれ表示している。例えば、図１２においては、前後方向の傾き度合いが２０、左右方向の傾き度合いが８０である場合を示しており、傾き点８０は、「かなり傾き」の領域に位置している。

そして、図１３に示されるように、評価部４０８は、前後方向及び左右方向の傾き度合いに応じて設定された許容時間が経過したか否かを判定する。具体的には、傾き点８０が各領域において位置した時間をカウントしていき、「正常」の領域、「やや傾き」の領域及び「かなり傾き」の領域それぞれに設定された許容時間以上となった場合、評価部４０８は、表示部４０９に対して人物１２にメッセージを表示するよう指示する。例えば、傾き点８０が「やや傾き」の領域に位置した時間が３０分経過した場合、評価部４０８は、「姿勢が悪くなっています。」というメッセージを表示部４０９を介して表示する。

なお、本実施形態においては、前後方向及び左右方向の傾き度合いの値に基づいて、人物１２の現在の傾き度合いを、傾き点８０の位置により表示するものとして説明したが、傾き度合いの値をそのまま表示するようにしてもよく、視覚的に人物１２の傾きの度合いが把握できる方法であれば限定されるものではない。

次に、本実施形態における姿勢判定システム２の全体的な処理の流れについて、図１４のフローチャートを参照して説明する。

まず、姿勢判定システム２における事前処理を行う（ステップＳ１０１）。この際に、閾値設定部４１０は、人物１２に対応する閾値を設定する。

次に、位置情報取得部４０１は、着座状態の人物１２の身体の予め定められた部位の位置情報を取得する（ステップＳ１０２）。

そして、傾き度合い算出部４０７は、取得された位置情報に基づいて、人物１２の着座状態における前後方向の傾き度合いを算出する（ステップＳ１０３）。

また、圧力情報取得部４０２は、人物１２が着座する座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得する（ステップＳ１０４）。

そして、傾き度合い算出部４０７は、取得された圧力情報に基づいて、人物１２の着座状態における左右方向の傾き度合いを算出する（ステップＳ１０５）。

次に、表示部４０９は、算出された前後方向及び左右方向の傾き度合いを２次元表示する（ステップＳ１０６）。

そして、評価部４０８は、前後方向及び左右方向の傾き度合いに応じて設定された許容時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。許容時間が経過していない場合には（ステップＳ１０７においてｎｏ）、ステップＳ１０２に戻り、許容時間が経過している場合には（ステップＳ１０７においてｙｅｓ）、メッセージを表示する（ステップＳ１０８）。

次に、ステップＳ１０５における左右方向の傾き度合いを算出する処理の流れを、図１５のフローチャートを参照して説明する。

まず、圧力値ソート部４０３は、圧力情報取得部４０２により取得された圧力情報の圧力値を大きい順にソートした圧力値表を作成する（ステップＳ２０１）。

次に、第１のピーク値抽出部４０４は、圧力値ソート部４０３により大きい順にソートされた圧力値を参照して、圧力値の最大値を検出する（ステップＳ２０２）。そして、第１のピーク値抽出部４０４は、検出された最大値を第１のピーク値として抽出する（ステップＳ２０３）。

そして、第２のピーク値抽出部４０５は、圧力値ソート部４０３により大きい順にソートされた圧力値を参照して、最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択する（ステップＳ２０４）。

そして、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値が、第１のピーク値の座標から閾値以上の距離が離れた座標であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

次に、候補圧力値が、第１のピーク値の座標から閾値以上の距離が離れた座標である場合には（ステップＳ２０５においてｙｅｓ）、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値が、第１のピーク値の座標から予め定められた角度以内の座標であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

そして、候補圧力値が、第１のピーク値の座標から予め定められた角度以内の座標である場合には（ステップＳ２０６においてｙｅｓ）、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値の座標と第１のピーク値の座標との中間点における圧力値が候補圧力値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０７）。

そして、候補圧力値の座標と第１のピーク値の座標との中間点における圧力値が候補圧力値よりも小さい場合には（ステップＳ２０７においてｙｅｓ）、第２のピーク値抽出部４０５は、候補圧力値を第２のピーク値として抽出する（ステップＳ２０８）。

また、ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７においてｎｏと判定された場合に、ステップＳ２０４に戻り、第２のピーク値抽出部４０５は、再度、圧力値表を参照して、現在の候補圧力値の次に大きい圧力値を新たな候補圧力値として選択して、ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７の処理を繰り返す。

次に、合計圧力値算出部４０６は、第１のピーク値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値である第１の合計圧力値と、第２のピーク値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値である第２の合計圧力値を算出する（ステップＳ２０９）。

そして、傾き度合い算出部４０７は、合計圧力値算出部４０６により算出された第１の合計圧力値及び第２の合計圧力値に基づいて、人物１２の着座状態における左右方向の傾き度合いを算出する（ステップＳ２１０）。

なお、本実施形態においては、第１のピーク値抽出部４０４により、座面における圧力値の最大値を第１のピーク値として抽出し、第２のピーク値抽出部４０５により、最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、当該候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２のピーク値として抽出するものとして説明した。しかし、座面の異なる２つの地点における圧力値が等しく、かつ、圧力情報における最大値として検出される場合がある。このように、圧力情報において、最大値が２つ存在する場合には、当該２つの最大値の座標間の距離が閾値以上離れており、当該最大値と、２つの最大値の座標間の中間点の圧力値との差が予め定められた値未満である際に、当該２つの最大値を第１のピーク値及び第２のピーク値としてそれぞれ抽出するようにしてもよい。

また、第１のピーク値抽出部４０４及び第２のピーク値抽出部４０５は、圧力情報において、最大値が複数存在する場合には、当該複数の最大値の圧力値のうち、座標間の距離が最も離れている２つの最大値を第１のピーク値及び第２のピーク値としてそれぞれ抽出するようにしてもよい。

４ 端末装置
６ 撮影装置
８ 圧力測定装置８
１０ 椅子
１２ 人物
２０ ＣＰＵ
２２ メモリ
２４ 記憶部
２６ 通信ＩＦ
２８ ＵＩ部
３０ 制御バス
６０〜６５、７１、７２ 地点
８０ 傾き点
４０１ 位置情報取得部
４０２ 圧力情報取得部
４０３ 圧力値ソート部
４０４ 第１のピーク値抽出部
４０５ 第２のピーク値抽出部
４０６ 合計圧力値算出部
４０７ 傾き度合い算出部
４０８ 評価部
４０９ 表示部
４１０ 閾値設定部
４１１ 基準データ記憶部

Claims (8)

1. 着座状態の人物を撮影した撮影画像から推定される、該人物の身体の予め定められた部位の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記人物が着座する座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、
   前記圧力情報に基づいて、前記座面における圧力値の最大値を第１の極大値として抽出する第１の抽出手段と、
   前記圧力情報において、前記最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、当該候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２の極大値として抽出する第２の抽出手段と、
   前記位置情報に基づいて、前記人物の着座状態における前後方向の傾きの度合いを算出し、前記第１の極大値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値および前記第２の極大値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、前記人物の着座状態における左右方向の傾きの度合いを算出する算出手段と、
   を有する姿勢判定装置。
2. 前記第２の抽出手段は、前記候補圧力値が、前記第１の極大値の座標から閾値以上の距離が離れた座標であり、前記第１の極大値の座標から予め定められた角度以内の座標であり、当該候補圧力値の座標と前記第１の極大値の座標との中間点における圧力値が当該候補圧力値よりも小さいことを前記予め定められた条件とする請求項１記載の姿勢判定装置。
3. 前記人物が姿勢判定の基準となる姿勢で座面に着座した際に、前記圧力情報取得手段により取得された圧力情報に基づいて、当該人物に対応する前記閾値を予め設定する設定手段をさらに有する請求項２記載の姿勢判定装置。
4. 前記算出手段により算出された前後方向及び左右方向の傾きの度合いを表示する表示手段をさらに有する請求項１から３いずれか１項記載の姿勢判定装置。
5. 前記第１の抽出手段及び第２の抽出手段は、前記圧力情報において、前記最大値が２つ存在する場合には、当該２つの最大値の座標間の距離が閾値以上離れており、当該最大値と、２つの最大値の座標間の中間点の圧力値との差が予め定められた値未満である際に、当該２つの最大値を第１の極大値及び第２の極大値としてそれぞれ抽出する請求項１から４いずれか１項記載の姿勢判定装置。
6. 前記第１の抽出手段および前記第２の抽出手段は、前記圧力情報において、前記最大値が複数存在する場合には、当該複数の最大値の圧力値のうち、座標間の距離が最も離れている２つの最大値を第１の極大値及び第２の極大値としてそれぞれ抽出する請求項１から４いずれか１項記載の姿勢判定装置。
7. 着座状態の人物を撮影する撮影装置と、前記人物が着座する座面にかかる圧力を測定する測定装置と、姿勢判定装置とを備え、
   前記姿勢判定装置は、
   前記撮影装置により撮影された撮影画像から推定される、該人物の身体の予め定められた部位の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記測定装置により測定された前記座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得する圧力情報取得手段と、
   前記圧力情報に基づいて、前記座面における圧力値の最大値を第１の極大値として抽出する第１の抽出手段と、
   前記圧力情報において、前記最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、当該候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２の極大値として抽出する第２の抽出手段と、
   前記位置情報に基づいて、前記人物の着座状態における前後方向の傾きの度合いを算出し、前記第１の極大値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値および前記第２の極大値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、前記人物の着座状態における左右方向の傾きの度合いを算出する算出手段と、
   を有する姿勢判定システム。
8. 着座状態の人物を撮影した撮影画像から推定される、該人物の身体の予め定められた部位の位置を示す位置情報を取得するステップと、
   前記人物が着座する座面における複数地点の圧力値の分布を表す圧力情報を取得するステップと、
   前記圧力情報に基づいて、前記座面における圧力値の最大値を第１の極大値として抽出するステップと、
   前記圧力情報において、前記最大値の次に大きい圧力値を候補圧力値として選択し、当該候補圧力値が、予め定められた条件と一致する場合に、当該候補圧力値を第２の極大値として抽出するステップと、
   前記位置情報に基づいて、前記人物の着座状態における前後方向の傾きの度合いを算出し、前記第１の極大値の座標を中心として予め定められた第１の領域内の圧力値の合計値および前記第２の極大値の座標を中心として予め定められた第２の領域内の圧力値の合計値に基づいて、前記人物の着座状態における左右方向の傾きの度合いを算出するステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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