JP5116826B2 - 身体測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、腹囲や胸囲などの身体測定を行うための身体測定装置に関する。

近年、健診者に接触することなく非接触方式で腹囲や胸囲などの身体測定を行う装置が開発されている。例えば、特許文献１には、所定位置から被測定者の身体表面までの距離を水平方向から所定範囲に亘って検出し、これに対応した信号を出力する６台の体形検出機構が設けられた体形検出部と、各体形検出機構のうち３台ずつを１組として垂直方向に駆動する駆動機構とを備え、各体形検出機構から出力される体形情報を処理して体形データを形成する体形自動測定装置が開示されている。

また、特許文献２には、光学的手段により照射されたレーザスリット光を回転しながら被測定者の体表面上に死角になる部分に光が当たるようにレーザ光反射手段で間接的に照射し、照射されたレーザ光を撮影手段により画像として取り込み、得られた情報から体表面、体容積等を測定する体格測定装置が開示されている。

また、本出願人は、特許文献３，４に記載の身体測定装置を開発している。特許文献３に記載の身体測定装置は、被測定者の身体表面までの距離を測定する距離測定手段を、被測定者の周囲に走行させることにより、腹囲や胸囲などの身体測定を行うものである。特許文献４に記載の身体測定装置は、被測定者を測定台に乗せて回転させ、この測定台上の被測定者の身体表面までの距離を測定することにより、身体測定を行うものである。

特開昭６２−２３１６２３号公報 特開平７−３１３４９２号公報 特許第４３０８８７４号公報 特許第４３０８８７５号公報

特許文献１，２に記載の測定装置では装置が非常に大がかりであり、装置構成も複雑であるため、装置のコストが高く、個々の病院や保健所などの施設に導入することは困難であり、普及には至っていない。一方、特許文献３，４に記載の測定装置では、測定手段または被測定者を動かすための駆動手段が必要となり、また可動部があるため、面倒なメンテナンスも必要となる。

そこで、本発明においては、可動部分をなくして簡単な構成により腹囲や胸囲などの身体測定を行うことが可能な身体測定装置を提供することを目的とする。

本発明の身体測定装置は、被測定者を一平面（以下、「測定面」と称す。）内で取り巻くように線状光線を照射する照射装置と、被測定者に照射された線状光線の全周が撮像されるように被測定者の周囲に配置される複数の撮像装置であり、それぞれの撮像光学系の光軸が測定面に対して斜め方向に配置された複数の撮像装置と、測定面を分割して複数の撮像装置それぞれの測定範囲とし、複数の撮像装置の撮像画像上の２次元座標と測定面上の２次元座標とを対応付けるデータベースと、測定面を分割して複数の撮像装置それぞれの測定範囲とし、この測定範囲に対応する複数の撮像装置それぞれの撮像画像上の線状光線の像上の点の２次元座標からデータベースを参照して測定面上の２次元座標を特定し、測定面上の被測定者の身体表面の周長を算出する演算装置とを有するものである。

本発明の身体測定装置によれば、被測定者に照射された線状光線の全周を複数の撮像装置により斜め方向から撮像し、それぞれの撮像装置により撮像された撮像画像上の線状光線の像から測定面上の被測定者の身体表面の外形を特定して、周長を算出することができる。

ここで、演算装置は、複数の撮像装置それぞれの測定範囲に対応する複数の撮像装置それぞれの撮像画像上の線状光線の像上の点の２次元座標を、データベースを参照することにより測定面上の２次元座標に変換して、複数の撮像装置それぞれの撮像画像上の線状光線の像の長さを算出し、合算することにより、測定面上の被測定者の身体表面の周長を算出するものであることが望ましい。

これにより、演算装置は、複雑な演算を行うことなく、データベースを参照して撮像画像上の線状光線の像上の点の２次元座標を測定面上の２次元座標に変換して、複数の撮像装置それぞれの撮像画像上の線状光線の像の長さを算出することができ、これを合算することにより、容易に測定面上の被測定者の身体表面の周長を測定することができる。

本発明によれば、被測定者に照射された線状光線の全周を複数の撮像装置により斜め方向から撮像して、周長を算出することができ、腹囲や胸囲などの身体測定を行うことが可能となる。この身体測定装置では撮像装置および被測定者のいずれも動かす必要はなく、可動部分もないため、簡単な構成により低コストで導入することが可能となる。

本発明の実施の形態における身体測定装置の概略構成図である。 図１の身体測定装置の測定部のカメラ配置を示す側面図である。 測定面の分割例を示す説明図である。 図３の測定面を撮像装置により撮像した画像の例を示す図である。 撮像装置により撮像した画像の例を示す図である。 図５の撮像画像から赤色を抽出した例を示す図である。 １つの測定範囲内の画像のみを抽出した例を示す図である。 図７の抽出画像を細線化した例を示す図である。 ２次元座標の取得例を示す説明図である。 抽出された２次元座標を示す説明図である。 ３次元座標への変換例を示す説明図である。 点間の微少長さの計算例を示す説明図である。 図１の身体測定装置による身体測定手順を示すフロー図である。

図１は本発明の実施の形態における身体測定装置の概略構成図、図２は図１の身体測定装置のカメラ配置を示す側面図である。

図１において、本発明の実施の形態における身体測定装置１は、被測定者Ｈに対して線状光線Ｌ（図２参照。）を照射する照射装置２と、被測定者Ｈに対して照射された線状光線の全周が撮像されるように被測定者Ｈの周囲に配置される複数の撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃと、複数の撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃにより撮像した画像に基づいて被測定者Ｈの身体表面の周長を測定する演算装置４と、演算装置４に参照されるデータベース（以下、「ＤＢ」と称す。）５とを有する。

照射装置２は、水平方向のスリットから赤色のレーザを照射することにより被測定者Ｈに対して線状光線Ｌを照射するレーザ照射装置である。図示例では、照射装置２は被測定者Ｈの前方および後方の２箇所に設置して、被測定者Ｈを一平面内で取り巻くように線状光線Ｌを照射するようになっている。以下、この線状光線Ｌの照射により形成される平面を「測定面」と称す。なお、照射装置２は、被測定者Ｈを一平面内で取り巻くように線状光線Ｌを照射できるように配置すれば良く、被測定者Ｈの回りに何個設置しても良い。

撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃは、被測定者Ｈに照射された線状光線Ｌの全周が撮像されるように被測定者Ｈの周囲に配置されている。図示例では、撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃは、被測定者Ｈを取り囲むように鉛直軸周りに１２０°間隔で３個設置されている。また、図２に示すように、撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃは、それぞれの撮像光学系の光軸Ｐが線状光線Ｌにより形成される測定面に対して斜め方向に配置されている。本実施形態においては、撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃの俯角は４５°に設定されている。

ＤＢ５は、測定面を分割して複数の撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれの測定範囲とし、複数の撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃの撮像画像上の２次元座標と測定面上の２次元座標とを対応付けるデータベースである。図３は測定面を１２０°間隔で３分割して３つの撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれの測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃとした例を示している。図４はこの測定面を撮像装置３ａにより撮像した画像を示している。ＤＢ５には、この図４に示す撮像画像上の２次元座標（ｕ，ｖ）と、図３に示す測定面上の２次元座標（Ｘ，Ｚ）との対応付けが記録されている。

ＤＢ５の作成の際には、図３に示すように測定面上に直交する２組の平行線を等間隔で引き、これを撮像装置３ａにより撮像した図４に示す画像の測定範囲Ａ内にある交点の２次元座標（ｕ，ｖ）と、図３に示す測定範囲Ａ内にある交点の２次元座標（Ｘ，Ｚ）との対応をデータベース化する。測定範囲Ｂ，Ｃについても同様に、それぞれ撮像装置３ｂ，３ｃにより撮像した画像に基づいてデータベース化する。なお、ＤＢ５は、測定面の高さをＹとして、撮像画像上の２次元座標（ｕ，ｖ）と、２次元座標（Ｘ，Ｚ）を含む３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とを対応付けるものとすることもできる。

演算装置４は、ＤＢ５を参照して、複数の撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃそれぞれの測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃに対応する撮像画像上の線形光線Ｌの像（被測定者Ｈの身体表面に形成される線形光線Ｌの像）上の２次元座標（ｕ，ｖ）から測定面上の２次元座標（Ｘ，Ｚ）あるいは３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を特定し、測定面上の被測定者Ｈの身体表面の周長を算出するものである。

図５は撮像装置３ａにより撮像した画像の例を示している。なお、図５に示す例では、被測定者Ｈの身体表面に形成される線形光線Ｌを想定した赤色の楕円を撮像したものを用いている。演算装置４は、具体的には、この図５に示す撮像画像から図６に示すように赤色を抽出し、図７に示すように１つの測定範囲Ａ内の画像のみを抽出する。そして、図８に示すように、この抽出された画像の細線化を行い、図９に示すように画像上の２次元座標（ｕ，ｖ）を取得する。図１０は抽出された２次元座標（ｕ，ｖ）の例を示している。

次に、演算装置４は、この抽出された２次元座標（ｕ，ｖ）をＤＢ５に照らし合わせて、図１１に示すように３次元座標（Ｘ，Ｙ＝０，Ｚ）（２次元座標（Ｘ，Ｚ））に変換する。そして、演算装置４は、図１２に示すようにこの変換後の座標の点間の微少長さを計算し、次式により測定範囲Ａ内の線状光線Ｌの像の長さを算出する。

演算装置４は、他の撮像装置３ｂ，３ｃにより撮像した画像からも同様の演算を行い、各測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃ内の線状光線Ｌの像の長さを合算し、被測定者Ｈの身体表面の測定面の周長を算出する。

また、演算装置４は、変換後の座標を用いて、測定面の身体表面を表示する画像を作成する。演算装置４は、撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃにより撮像した画像からそれぞれの測定範囲Ａ，Ｂ，Ｃ内の線状光線Ｌの測定面上の像を作成し、それぞれ回転して合成する。

上記構成の身体測定装置１による身体測定手順は以下の通りである。図１３は身体測定装置１による身体測定手順を示すフロー図である。なお、以下の例では身体測定として腹囲測定の例について説明する。

図１３に示すように、まず身体測定装置１を起動し（Ｓ１００）、照射装置２により被測定者Ｈの臍の位置にレーザを照射する（Ｓ１０１）。そして、撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃにより画像撮影を行う（図５参照。）（Ｓ１０２）。次に、演算装置４は、図６に示すように赤色抽出を行い（Ｓ１０３）、図７に示すように１つの測定範囲に制限する（Ｓ１０４）。

続いて、演算装置４は、図８に示すように細線化（Ｓ１０５）、図９および図１０に示すように座標抽出を行い、記憶手段に格納する（Ｓ１０６）。次に、演算装置４は、図１１に示すように３次元座標に変換し（Ｓ１０７）、図１２に示すように測定範囲内の測定面の象の長さを算出する（Ｓ１０８）。演算装置４は、Ｓ１０３〜Ｓ１０８を撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃにより撮像した３枚の画像について繰り返し行い（Ｓ１０９）、最後に長さを合算して、被測定者Ｈの腹囲を算出し（Ｓ１１０）、処理を終了する（Ｓ１１１）。

以上のように、本実施形態における身体測定装置１によれば、被測定者Ｈに照射された線状光線Ｌの全周を複数の撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃにより斜め方向から撮像し、それぞれの撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃにより撮像された撮像画像上の線状光線Ｌの像から測定面上の被測定者Ｈの身体表面の外形を特定して、周長を算出することができる。この身体測定装置１は、撮像装置３ａ，３ｂ，３ｃおよび被測定者Ｈのいずれも動かす必要はなく、可動部分もないため、簡単な構成により低コストで実現可能である。

本発明の身体測定装置は、腹囲や胸囲などの身体測定を行うための装置として有用であり、特に健診者に接触することなく非接触で身体測定を行うことが可能な装置として好適である。

１ 身体測定装置
２ 照射装置
３ａ，３ｂ，３ｃ 撮像装置
４ 演算装置
５ データベース（ＤＢ）

Claims (2)

1. 被測定者を一平面（以下、「測定面」と称す。）内で取り巻くように線状光線を照射する照射装置と、
   前記被測定者に照射された前記線状光線の全周が撮像されるように前記被測定者の周囲に配置される複数の撮像装置であり、それぞれの撮像光学系の光軸が前記測定面に対して斜め方向に配置された複数の撮像装置と、
   前記測定面を分割して前記複数の撮像装置それぞれの測定範囲とし、前記複数の撮像装置のそれぞれの測定範囲の撮像画像上の２次元座標と前記測定面上の２次元座標とを対応付けるデータベースであり、前記測定面上に直交する２組の平行線を等間隔で引き、これを前記複数の撮像装置により撮影した撮像画像のそれぞれの測定範囲にある前記直交する２組の平行線の交点の２次元座標と、前記複数の撮像装置それぞれの測定範囲にある前記直交する２組の平行線の交点の前記測定面上の２次元座標とを対応付けたデータベースと、
   前記測定面を分割して前記複数の撮像装置それぞれの測定範囲とし、この測定範囲に対応する前記複数の撮像装置それぞれの測定範囲の撮像画像上の前記線状光線の像上の点の２次元座標から前記データベースを参照して前記測定面上の２次元座標をそれぞれ特定し、前記測定面上の前記被測定者の身体表面の周長を算出する演算装置と
   を有する身体測定装置。
   
2. 前記演算装置は、前記複数の撮像装置それぞれの測定範囲に対応する前記複数の撮像装置それぞれの撮像画像上の前記線状光線の像上の点の２次元座標を、前記データベースを参照することにより前記測定面上の２次元座標に変換して、前記複数の撮像装置それぞれの撮像画像上の前記線状光線の像の長さを算出し、合算することにより、前記測定面上の前記被測定者の身体表面の周長を算出するものである請求項１記載の身体測定装置。