JP6663219B2 - Posture motion detection device - Google Patents

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Description

本発明は、人間の手指や腕などに装着されて手の動きなどを検出できるようにした姿勢動作検出装置に関するものであり、より詳しくは、人間の動作における回転中心を見つけて腕や手指の運動解析を行えるようにした姿勢動作検出装置に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a posture motion detection device which is attached to a finger or an arm of a human to detect a motion of a hand, and more particularly to a posture motion detection device for detecting a rotation center in a human motion and detecting the rotation of an arm or a finger. The present invention relates to a posture motion detection device capable of performing motion analysis.

従来より、人間の手指の姿勢や運動状態を解析できるようにした装置として、例えば、下記の特許文献1などに手の甲や指に装着されて手指の動きを検出できるようにした装置が提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a device capable of analyzing a posture and a movement state of a human finger, for example, a device that is attached to a back of a hand or a finger and can detect a movement of a finger has been proposed in Patent Document 1 below. I have.

この装置は、手の甲に取り付けられたジャイロセンサや加速度センサによって重力加速度方向に対する手の動きや姿勢を検出する手甲検出手段と、複数の指の先端に装着され、指の第一関節の曲げ動作や姿勢を検出するジャイロセンサからなる指姿勢検出手段とを設けるようにしたものであって、手甲検出手段から得られた情報によって手の甲の相対位置や姿勢を求め、また、指姿勢検出手段から得られた情報によって手の甲に対する指作の角度位置を決定できるようにしたものである。このような装置を用いれば、手の甲や指の姿勢などを検出することによってジェスチャーを解析し、操作入力コマンド情報データへの変換を行うことなどによってコンピューターを制御することが可能となる。   This device is provided with hand back detection means for detecting the movement and posture of the hand in the direction of gravitational acceleration by a gyro sensor or an acceleration sensor attached to the back of the hand, and is attached to the tips of a plurality of fingers to bend the first joint of the finger. Finger posture detection means comprising a gyro sensor for detecting the posture, wherein the relative position and posture of the back of the hand are obtained by information obtained from the back of hand detection means, and This makes it possible to determine the angular position of the finger action with respect to the back of the hand based on the obtained information. With such an apparatus, it is possible to control the computer by analyzing the gesture by detecting the posture of the back of the hand or the finger, and converting the gesture into operation input command information data.

ところで、運動解析を行う分野においては、手や指の動きだけでなく手首を中心とする動きなのか肘や肩を中心とする動きであるのかを解析し、その運動動作の中でどのように手指が動いているのかを解析したい場合がある。このような解析を行うことができれば、生活環境における動作を行う際(例えば、洗濯機から衣類を取り出す際や、棚から物品を出し入れする際)などに、どのような状態で腕や手指を動かしたのかを解析することで、ライフデザインの構築を図ることができるというメリットがある。   By the way, in the field of motion analysis, not only movements of hands and fingers but also movements centered on wrists or movements centered on elbows and shoulders are analyzed. Sometimes it is necessary to analyze whether a finger is moving. If such an analysis can be performed, the arm or finger should be moved in any state when performing an operation in a living environment (for example, when taking out clothes from a washing machine or taking out or putting in an article from a shelf). There is a merit that life design can be constructed by analyzing whether or not it is.

特開2008−135033号公報JP 2008-135033 A

しかるに、上記特許文献1に記載されるような姿勢動作検出装置では、手の甲の動きや指の角度しか検出することができないため、指の関節を中心とした動きであるのか、あるいは、手首や肘などを中心とした動きであるのかを判断することができない。このため、図3に示すように手首だけを動かしたのか、あるいは、肘などを中心として手を動かしたかなどの判断をすることができない。   However, since the posture motion detection device described in Patent Document 1 can detect only the motion of the back of the hand and the angle of the finger, the motion is based on the joint of the finger, or the wrist or the elbow. It is not possible to judge whether the movement is centered on such as. Therefore, it is impossible to determine whether only the wrist is moved as shown in FIG. 3 or whether the hand is moved around the elbow or the like.

そこで、本発明は人間の肢体を含む動作において、どこを中心に動作しているのかを検出できるようにした姿勢動作検出装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a posture motion detection device capable of detecting a center of a motion in a motion including a human limb.

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、腕部、上腕部、下腿部、上腿部のいずれかに取り付けられるプレートと、当該プレートの長手方向の離れた位置に取り付けられた加速度および角速度を検出する第一検出センサおよび第二検出センサと、前記第一検出センサと第二検出センサによって検出された加速度および角速度から、動作の回転中心を算出して、前腕部、上腕部、下腿部、上腿部の姿勢および運動状態を算出する算出部とを設けるようにしたものである。 That is, the present invention, in order to solve the above problems, the arm, upper arm, lower leg, a plate attached to any of the upper leg, acceleration attached to a position separated in the longitudinal direction of the plate and A first detection sensor and a second detection sensor for detecting the angular velocity, and from the acceleration and the angular velocity detected by the first detection sensor and the second detection sensor, to calculate the rotation center of the operation, forearm, upper arm, lower A calculation unit for calculating the posture and the exercise state of the thigh and the upper thigh is provided.

このように構成すれば、例えば、前腕部の長手方向の離れた位置に設けられた複数の検出センサによって、肘を中心とした回転運動であるのか前腕部の並進運動であるのかなどを判断することができるようになる。これにより、この前腕部の運動状態を把握することで、手指のみの運動状態を正確に判断することができる。   With this configuration, for example, a plurality of detection sensors provided at positions separated in the longitudinal direction of the forearm determine whether the rotation is a rotation about the elbow or a translation of the forearm. Will be able to do it. Thus, by grasping the motion state of the forearm, it is possible to accurately determine the motion state of only the fingers.

また、このような発明において、前記第一検出センサおよび第二検出センサに、さらに、地磁気センサを取り付けるようにする。   Further, in such an invention, a geomagnetic sensor is further attached to the first detection sensor and the second detection sensor.

このようにすれば、地磁気センサの検出値によって初期状態からの運動を解析することができるとともに、ジャイロ出力の積分値(又は姿勢角)をその地磁気センサで補正することができるようになる。   With this configuration, the motion from the initial state can be analyzed based on the detection value of the geomagnetic sensor, and the integrated value (or attitude angle) of the gyro output can be corrected by the geomagnetic sensor.

さらに手の甲や足の甲、各指に加速度および角速度を検出する手足姿勢検出センサを設けるとともに、当該手足姿勢検出センサで検出された加速度および角速度から、手足の姿勢および運動状態を第二算出部で算出し、当該算出された値から前記算出部で算出された前腕部、上腕部、下腿部、上腿部の姿勢および運動状態を除外して手足の姿勢および運動状態を修正するようにする。 Further , a limb posture detection sensor for detecting acceleration and angular velocity is provided on the back of the hand and the back of each hand and each finger, and the posture and motion state of the limb are calculated from the acceleration and angular velocity detected by the limb posture detection sensor. In order to correct the posture and exercise state of the limbs by excluding the posture and exercise state of the forearm, upper arm, lower leg, and upper thigh calculated by the calculation unit from the calculated value. I do.

このようにすれば、前腕部の動きを除外して、手指のみの運動を抽出して解析することができるようになる。   By doing so, it becomes possible to extract and analyze the movement of only the finger, excluding the movement of the forearm.

本発明によれば、前腕部、上腕部、下腿部、上腿部のいずれかに取り付けられるプレートと、当該プレートの長手方向の離れた位置に取り付けられた加速度および角速度を検出する第一検出センサおよび第二検出センサと、前記第一検出センサと第二検出センサによって検出された加速度および角速度から、動作の回転中心を算出して、前腕部、上腕部、下腿部、上腿部の姿勢および運動状態を算出する算出部とを設けるようにしたので、例えば、肘を中心とした回転運動であるのか、肩を中心として前腕部を並進させた運動であるのかなどを判断することができるようになる。これにより、この前腕部の運動状態を把握することで、手指のみの運動状態を正確に判断することができるようになる。 According to the present invention, a plate attached to any of the forearm, the upper arm, the lower leg, and the upper leg, and the first detection for detecting the acceleration and the angular velocity attached to a position apart in the longitudinal direction of the plate. The sensor and the second detection sensor, the rotation center of the motion is calculated from the acceleration and the angular velocity detected by the first detection sensor and the second detection sensor, the forearm, upper arm, lower leg, upper leg Since the calculation unit for calculating the posture and the motion state is provided, for example, it is possible to determine whether the rotation is a movement around the elbow or a movement with the forearm translated about the shoulder. become able to. Thus, by grasping the motion state of the forearm, the motion state of only the fingers can be accurately determined.

本発明の一実施の形態における姿勢動作検出装置を取り付けた状態図FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a posture motion detection device according to an embodiment of the present invention is attached. 同形態における機能ブロック図Functional block diagram in the same form 同形態における検出可能な動作例を示した図Diagram showing a detectable operation example in the same form 同形態における加速度や角速度に基づく動作例を示した図Diagram showing an operation example based on acceleration and angular velocity in the same form 同形態における2種類の回転動作を行った場合の回転加速度ベクトル、角速度ベクトル、位置ベクトルの関係を示す図The figure which shows the relationship between a rotational acceleration vector, an angular velocity vector, and a position vector at the time of performing two types of rotation operations in the same form. 同形態における回転中心を求める際の外積と回転中心までの単位位置ベクトルuとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the outer product in calculating | requiring a rotation center in the same form, and the unit position vector u to a rotation center. 同形態におけるセンサ位置と回転中心までの関係を示す図The figure which shows the relationship between the sensor position and the rotation center in the same form 同形態における手指に取り付けられたセンサの位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of the sensor attached to the finger in the same form 同形態における処理を示すフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart which shows the process in the same form 同形態における処理を示すフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart which shows the process in the same form

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

この実施の形態における姿勢動作検出装置1は、図1や図2に示すように、人間の前腕部に取り付けられた状態で前腕部の加速度や角速度・地磁気の向きを検出する第一検出部2と、手の甲や指に取り付けられた状態で手指の加速度や角速度・地磁気の向きを検出する第二検出部3とを備え、この第一検出部2の検出結果に基づいて前腕部の回転中心を算出して前腕部の姿勢や運動状態を解析するとともに、その後、その解析結果や第二検出部3の検出結果に基づいて、手指の姿勢や運動状態を解析できるようにしたものである。以下、本実施の形態における姿勢動作検出装置1の構成について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、人間の前腕部や手の甲、指などに加速度センサやジャイロセンサ、地磁気センサを取り付けた場合を説明するが、上腕部や下腿部、上腿部、足の甲、足の指などに取り付けるようにした場合についても同様の構成を適用して肢体の姿勢や運動状態を解析することができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a posture motion detection device 1 according to this embodiment includes a first detection unit 2 that detects acceleration, angular velocity, and the direction of geomagnetism of a forearm when attached to a human forearm. And a second detection unit 3 that detects the acceleration, angular velocity, and direction of geomagnetism of the finger while being attached to the back of the hand or finger. Based on the detection result of the first detection unit 2, the rotation center of the forearm is determined. The posture and the motion state of the forearm are calculated and analyzed, and thereafter, the posture and the motion state of the finger can be analyzed based on the analysis result and the detection result of the second detection unit 3. Hereinafter, the configuration of the posture motion detection device 1 according to the present embodiment will be described in detail. In this embodiment, a case will be described in which an acceleration sensor, a gyro sensor, and a geomagnetic sensor are attached to a human forearm, a back of a hand, a finger, and the like, but an upper arm, a lower leg, an upper thigh, an upper back, The same configuration can be applied to a case where the limb is attached to a toe or the like, and the posture and the motion state of the limb can be analyzed.

<検出可能な動作例>
まず、人間の手や腕の動きを検出する場合、図3の左側図に示すように、手首を中心とした回転運動(左上図)であるのか、肘を中心とした回転運動(左下図)であるのか、あるいは、前腕部を並進させる運動であるのかを検出する必要がある。しかしながら、従来のように、加速度センサやジャイロセンサを手の甲や指に取り付けただけである場合、手首を回転させながら手を動かした状態(右上図)や、肘を中心に手を動かした状態(右下図)を判別することができない。このため、これらの運動の違いを判別できるように、前腕部の手首の近い位置に第一検出部2を設けて回転中心を検出できるようにする。
<Detectable operation example>
First, when detecting the movement of a human hand or arm, as shown in the left diagram of FIG. 3, a rotational motion around the wrist (upper left diagram) or a rotational motion around the elbow (lower left diagram) Or a movement that translates the forearm. However, when the acceleration sensor or the gyro sensor is merely attached to the back of the hand or the finger as in the related art, the state in which the hand is moved while rotating the wrist (upper right figure) or the state in which the hand is moved around the elbow ( (Lower right figure) cannot be determined. Therefore, the first detecting unit 2 is provided at a position near the wrist of the forearm so that the center of rotation can be detected so that the difference between these movements can be determined.

<第一検出部2および第二検出部3の基本構成>
第一検出部2は、前腕部の手首に近い位置に取り付けられるものであって、一枚のプレート23上に二つの第一検出センサ21や第二検出センサ22を取り付けて構成されている。これら第一検出センサ21や第二検出センサ22は、いずれも3軸方向(直交するX軸、Y軸、Z軸方向)の加速度を検出する加速度センサ、3軸方向の角速度を検出するジャイロセンサ、3軸方向の地磁気の向きを検出する地磁気センサからなる9軸のセンサによって構成されており、前腕部の長手方向に沿って所定の距離(例えば、10cm)を隔ててプレート23(図1参照)に取り付けられている。そして、これらの第一検出センサ21や第二検出センサ22の加速度や角速度などを用いて手首を中心とした回転運動や肘を中心とした回転運動、回内運動、回外運動などをそれぞれ検出できるようにしている。
<Basic Configuration of First Detector 2 and Second Detector 3>
The first detection unit 2 is attached to a position near the wrist of the forearm, and is configured by mounting two first detection sensors 21 and second detection sensors 22 on one plate 23. Each of the first detection sensor 21 and the second detection sensor 22 is an acceleration sensor that detects acceleration in three axis directions (X-axis, Y-axis, and Z-axis directions orthogonal to each other), and a gyro sensor that detects angular velocity in three-axis directions. And a nine-axis sensor composed of a geomagnetic sensor that detects the direction of geomagnetism in three axial directions. The plate 23 (see FIG. 1) is separated by a predetermined distance (for example, 10 cm) along the longitudinal direction of the forearm. ). Then, the rotational motion around the wrist, the rotational motion around the elbow, the pronation, the supination and the like are detected using the acceleration and the angular velocity of the first detection sensor 21 and the second detection sensor 22, respectively. I can do it.

一方、第二検出部3は、手の甲や、各指の先端から第一関節(DIP関節)までの間、第一関節(DIP関節)から第二関節(PIP関節)までの間、第二関節(PIP関節)から第三関節(MP関節)までの間に取り付けられており、同様に3軸方向(直交するX軸、Y軸、Z軸方向)の加速度を検出する加速度センサや、3軸方向の角速度を検出するジャイロセンサ、3軸方向の地磁気の向きを検出する地磁気センサを設けて構成されている。また、これ以外に、第三関節(MP関節)から手首に近い側のCM関節にも同様に3軸方向の加速度センサやジャイロセンサ、地磁気センサからなる9軸のセンサを設けて手掌の湾曲方向の姿勢や運動状態を検出できるようにしている。   On the other hand, the second detection unit 3 is configured to detect the distance from the back of the hand or the tip of each finger to the first joint (DIP joint), the distance from the first joint (DIP joint) to the second joint (PIP joint), An acceleration sensor attached between the (PIP joint) and the third joint (MP joint) for detecting acceleration in three axis directions (X-axis, Y-axis, and Z-axis directions orthogonal to each other) A gyro sensor for detecting angular velocity in the direction is provided, and a geomagnetic sensor for detecting the direction of geomagnetism in three axial directions is provided. In addition, a nine-axis sensor including a three-axis acceleration sensor, a gyro sensor, and a terrestrial magnetism sensor is similarly provided in the CM joint on the side closer to the wrist from the third joint (MP joint) to provide the bending direction of the palm. It can detect the posture and the exercise state of the person.

これらの複数のセンサを用いて姿勢や運動を推定する場合、まず、手指を静止させた状態で加速度センサの出力値を計測し、重力加速度のみを計測する。また、地磁気センサは、水平面以外では、そのままの出力では地磁気方位を正しく出力することができないため、鉛直方向の重力加速度を用いて地磁気の出力を水平面へ変換して方位を出す。そして、すべてのセンサに共通する重力方向と地磁気方位の2軸からグローバル座標と各センサ座標間の回転行列を作成し、これらを用いて初期姿勢を推定する。   When estimating a posture or a motion using these plural sensors, first, an output value of an acceleration sensor is measured in a state where a finger is stationary, and only a gravitational acceleration is measured. In addition, the geomagnetic sensor cannot output the geomagnetic azimuth correctly with the output as it is, except in the horizontal plane. Therefore, the terrestrial magnetism sensor converts the geomagnetic output to the horizontal plane using the vertical gravitational acceleration to obtain the azimuth. Then, a rotation matrix between global coordinates and each sensor coordinate is created from two axes of the gravitational direction and the geomagnetic azimuth common to all sensors, and the initial attitude is estimated using these.

動作中の姿勢を推定する場合は、ジャイロセンサの出力値の角速度を時間積分することにより変位角度を求め、その角度ベクトル回りの回転行列をサンプリング時間毎に作成して直前のサンプリング時間の回転行列に掛け合わせることで、グローバル座標と初期姿勢、初期姿勢と現在の姿勢を結ぶ一つの回転行列とする。これを用いることにより動作中の姿勢を推定する。なお、動作中の姿勢に関してはジャイロセンサの出力を時間積分した角度を用いているため、時間が経過するほど姿勢推定の誤差も大きくなってしまい、適宜重力加速度と方位を使用して補正する必要がある。そこで、加速度センサや地磁気センサを用いてジャイロ出力の積分値(又は姿勢角)を補正する。   When estimating the posture during operation, the displacement angle is obtained by time-integrating the angular velocity of the output value of the gyro sensor, a rotation matrix around the angle vector is created for each sampling time, and the rotation matrix of the immediately preceding sampling time is obtained. Is multiplied by one to form one rotation matrix connecting the global coordinates and the initial posture, and the initial posture and the current posture. By using this, the posture during operation is estimated. As for the posture during operation, the angle obtained by integrating the output of the gyro sensor with time is used. Therefore, the error of the posture estimation becomes larger as time elapses, and it is necessary to appropriately correct using the gravitational acceleration and the azimuth. There is. Therefore, the integrated value (or attitude angle) of the gyro output is corrected using an acceleration sensor or a geomagnetic sensor.

<前腕部に取り付けた第一検出部2による動作の判別方法>   <Method of determining operation by first detection unit 2 attached to forearm>

第一検出部2では、このような加速度センサやジャイロセンサ、地磁気センサを有する第一検出部2を用いて手首を中心とした動きや、前腕部の並進運動、回内/回外運動の動きを判別する。   The first detection unit 2 uses the first detection unit 2 having such an acceleration sensor, a gyro sensor, and a geomagnetic sensor to perform a movement around a wrist, a translational movement of a forearm, and a movement of a pronation / supination. Is determined.

このような動きを判別する場合、まず、第一検出センサ21や第二検出センサ22の加速度から重力加速度を除去する。この重力加速度成分を除去する場合、ジャイロセンサから得られた出力値を回転行列を用いて除去する。そして、回内/回外に対する回転加速度成分をジャイロセンサからの出力値によって算出し、これを除外する。この算出後に残った加速度は、並進加速度および肘や肩を中心とした回転による回転加速度となる。   When determining such a movement, first, the gravitational acceleration is removed from the accelerations of the first detection sensor 21 and the second detection sensor 22. When removing the gravitational acceleration component, the output value obtained from the gyro sensor is removed using a rotation matrix. Then, the rotational acceleration component for pronation / supination is calculated based on the output value from the gyro sensor, and is excluded. The acceleration remaining after this calculation is the translational acceleration and the rotational acceleration due to the rotation around the elbow and shoulder.

<動作種別の判別方法>   <How to determine the operation type>

各種動作を判別する場合において、手首を中心とした動きや、前腕部の並進運動、回内/回外運動の動きを判別する場合、第一検出センサ21の回転加速度をa1、第一検出センサ21の角速度をω1、第二検出センサ22の回転加速度をa2、第二検出センサ22の角速度をω2とし、また、pr/suをその回内/回外成分とした場合、これらの検出値によって次のような運動を判別することができる(図4参照)。 When discriminating various actions, when discriminating motions around the wrist, translational movements of the forearm, and pronation / supination movements, the rotational acceleration of the first detection sensor 21 is set to a 1 , and the first detection is performed. When the angular velocity of the sensor 21 is ω 1 , the rotational acceleration of the second detection sensor 22 is a 2 , the angular velocity of the second detection sensor 22 is ω 2, and pr / su is its pronation / pronation component, The following movements can be determined based on the detected values (see FIG. 4).

1=a2=0 :手首より身体側の動作なし a 1 = a 2 = 0: no movement on the body side from the wrist

また、a1=a2≠0である場合において、更に運動を詳しく判別するために、肘を中心とした加速度の回転成分を「el」とすると、回内/回外、肘や肩を中心とした回転は次のように判別することができる。
ω1=ω2=0 :並進運動のみ
ω1=ω1pr/su≠0、ω2=ω2pr/su≠0 であって、
1-pr/su=a1−a1pr/su、a2-pr/su=a2−a2pr/su とした場合、
Further, in the case where a 1 = a 2す る と 0, in order to determine the movement in more detail, if the rotation component of the acceleration around the elbow is set to “el”, the pronation / supination and the elbow and shoulder Can be determined as follows.
ω 1 = ω 2 = 0: translational motion only ω 1 = ω 1pr / su ≠ 0, a ω 2 = ω 2pr / su ≠ 0,
a 1pr / su = a 1 -a 1pr / su, when the a 2pr / su = a 2 -a 2pr / su,

1-pr/su=0、a2-pr/su=0 :回内/回外のみ a 1-pr / su = 0, a 2-pr / su = 0: pronation / supination only

1-pr/su=a2-pr/su :並進と回内/回外
ω1≠ω1pr/su≠0、ω2≠ω2pr/su≠0 であって、
1-pr/su-el=a1-pr/su−a1el、a2-pr/su-el=a2-pr/su−a2el とした場合、
a 1-pr / su = a 2-pr / su : translation and pronation / supination ω 1 ≠ ω 1pr / su ≠ 0, ω 2 ≠ ω 2pr / su ≠ 0,
When a 1-pr / su-el = a 1-pr / su -a 1el and a 2-pr / su-el = a 2-pr / su -a 2el ,

1-pr/su-el=0、a2-pr/su-el=0 :回内/回外と肘の回転 a 1-pr / su-el = 0, a 2-pr / su-el = 0: Pronation / supination and elbow rotation

1-pr/su-el=a2-pr/su-el :並進と回内/回外と肘の回転 a 1-pr / su-el = a 2-pr / su-el : translation and pronation / supination and elbow rotation

1-pr/su-el≠a2-pr/su-el :回内/回外と並進および肘/肩の回転の影響あり
ω1≠0、ω2≠0、ω1pr/su=0、ω2pr/su=0 であって、
a 1-pr / su-el ≠ a 2-pr / su-el : Influence of pronation / supination and translation and rotation of elbow / shoulder ω 1 ≠ 0, ω 2 ≠ 0, ω 1pr / su = 0 , Ω 2pr / su = 0,

1-el=a1−a1el、a2-el=a2−a2el とした場合、 When a 1-el = a 1 −a 1el and a 2−el = a 2 −a 2el ,

1-pr/su-el=0、a2-pr/su-el=0 :肘の回転のみ a 1-pr / su-el = 0, a 2-pr / su-el = 0: Elbow rotation only

1-pr/su-el=a2-pr/su-el :並進と肘の回転 a 1-pr / su-el = a 2-pr / su-el : translation and elbow rotation

1-pr/su-el≠a2-pr/su-el :並進および肘/肩の回転影響あり a 1-pr / su-el ≠ a 2-pr / su-el : Translation and elbow / shoulder rotation effects

なお、これらの加速度aや角速度ωは、それぞれベクトルとして表されるものである。   Note that these acceleration a and angular velocity ω are each expressed as a vector.

また、上記「肩の回転影響あり」と判断される場合においては、上腕部に加速度センサやジャイロセンサ・地磁気センサを取り付ければ、これら肩の回転を検出することができるようになる。   When it is determined that "there is an influence of shoulder rotation", if an acceleration sensor, a gyro sensor, or a geomagnetic sensor is attached to the upper arm, the rotation of these shoulders can be detected.

このように前腕部に軸方向に沿った第一検出センサ21や第二検出センサ22を用いて手首を中心とした回転なのか、肘や肩を中心とした回転なのか、あるいは、回内運動であるか回外運動であるかなどを判別することが可能となる。そして、次に、前腕部の姿勢や動作を具体的に算出すべく、回転加速度や回転中心などを算出部4で算出する。   As described above, the rotation about the wrist, the rotation about the elbow and the shoulder using the first detection sensor 21 and the second detection sensor 22 along the axial direction on the forearm, or the pronation movement It is possible to determine whether the exercise is supination or supination. Then, in order to specifically calculate the posture and movement of the forearm, the calculation unit 4 calculates the rotational acceleration, the rotation center, and the like.

<回転加速度の算出方法>
一般に、この回転加速度を計算する場合、ジャイロセンサの出力値である角速度と回転中心からの位置ベクトルを用いることにより、回転加速度を算出することができる。ただし、角速度は単一の回転軸による成分に分離する必要があり、これを計算するために上腕部に取り付けた第一検出センサ21や第二検出センサ22を利用し、

Figure 0006663219
を用いて回転加速度aを算出する。 <Rotation acceleration calculation method>
Generally, when calculating the rotational acceleration, the rotational acceleration can be calculated by using the angular velocity, which is the output value of the gyro sensor, and the position vector from the rotation center. However, it is necessary to separate the angular velocity into components by a single rotation axis, and to calculate this, use the first detection sensor 21 or the second detection sensor 22 attached to the upper arm,
Figure 0006663219
Is used to calculate the rotational acceleration a.

<回転中心の算出方法>
また、回転中心の算出は、同一の回転中心を持つ回転軸が2つ(例えば、上下方向の回転軸と左右方向の回転軸)あるという条件下で、各軸まわりの回転をそれぞれ行ったデータを使用することにより算出が可能となる。このとき、センサと中心位置の相対関係が変化しないと仮定する。
<Method of calculating rotation center>
Further, the calculation of the rotation center is based on the data obtained by performing rotation around each axis under the condition that there are two rotation axes having the same rotation center (for example, a vertical rotation axis and a horizontal rotation axis). Can be calculated by using. At this time, it is assumed that the relative relationship between the sensor and the center position does not change.

この場合、センサ座標系ではセンサ位置と回転中心との距離は変わらないので、上記数1は第1項のみとなり、回転の加速度と位置ベクトルは外積の関係式となる。外積は不可逆な演算式であるが、2軸の回転における平面(加速度ベクトルを法線としたもの)を利用することにより、2つの平面の交線として位置ベクトルの単位ベクトルが算出可能であり、また、このベクトルと角加速度ベクトル(角速度の微分値)を利用することにより、位置ベクトルの大きさが算出される。したがって、この2つの値により位置ベクトルが求められるため、回転中心を算出することができる。   In this case, since the distance between the sensor position and the rotation center does not change in the sensor coordinate system, the above equation 1 is only the first term, and the rotation acceleration and the position vector are a relational expression of an outer product. The outer product is an irreversible arithmetic expression, but by using a plane in the rotation of two axes (the normal of the acceleration vector), a unit vector of the position vector can be calculated as an intersection of the two planes, The magnitude of the position vector is calculated by using this vector and the angular acceleration vector (the differential value of the angular velocity). Therefore, since the position vector is obtained from these two values, the rotation center can be calculated.

具体的には、第一検出センサ21の加速度センサから算出された回転加速度ベクトルをa1、角速度ベクトルをω1、位置ベクトルをx1、第二検出センサ22の加速度センサから算出された回転加速度ベクトルをa2、角速度ベクトルをω2、位置ベクトルをx2(x1=x2=x)とした場合、回転加速度は数1の関係式が成り立つ。 Specifically, the rotation acceleration vector calculated from the acceleration sensor of the first detection sensor 21 is a 1 , the angular velocity vector is ω 1 , the position vector is x 1 , and the rotation acceleration calculated from the acceleration sensor of the second detection sensor 22 is Assuming that the vector is a 2 , the angular velocity vector is ω 2 , and the position vector is x 2 (x 1 = x 2 = x), the rotational acceleration satisfies Equation 1.

このとき、センサ座標系では、回転中心とセンサ位置とは時間変化しないため、

Figure 0006663219
となり、回転加速度ベクトルを法線ベクトルとする平面は、角加速度ベクトルと位置ベクトルを含んでいることになる。そして、
Figure 0006663219
とすると、図5に示すような原点を通る平面の方程式は次のように表される。
Figure 0006663219
At this time, in the sensor coordinate system, the rotation center and the sensor position do not change with time,
Figure 0006663219
Thus, the plane having the rotation acceleration vector as the normal vector includes the angular acceleration vector and the position vector. And
Figure 0006663219
Then, the equation of a plane passing through the origin as shown in FIG. 5 is expressed as follows.
Figure 0006663219

2つの平面の交線ベクトルは、位置ベクトルと同一方向を指すので、図6に示す交線ベクトルの単位ベクトルuを算出する。   Since the intersection vector of the two planes points in the same direction as the position vector, the unit vector u of the intersection vector shown in FIG. 6 is calculated.

平面上の角加速度ベクトル位置ベクトルのなす角θは、単位交線ベクトルと角加速度ベクトルから算出が可能であり、外積の大きさの関係式を用いることで、位置ベクトルの大きさを次のように算出することができる。

Figure 0006663219
The angle θ formed by the angular acceleration vector position vector on the plane can be calculated from the unit intersection vector and the angular acceleration vector, and by using the relational expression of the magnitude of the outer product, the magnitude of the position vector is calculated as follows. Can be calculated.
Figure 0006663219

従って、位置ベクトルxは、次のように表される。

Figure 0006663219
Therefore, the position vector x is expressed as follows.
Figure 0006663219

つまり、回転中心位置cは、センサ座標原点から考えると、次のように算出することができる。

Figure 0006663219
That is, the rotation center position c can be calculated as follows, considering the origin of the sensor coordinates.
Figure 0006663219

そして、9軸のセンサが取り付けられている位置の部位の両端側における関節をそれぞれ中心として動作させることで、ベクトル「c」を算出部4で算出することにより、図7に示すように、センサと一端側までのベクトルと、センサと他端側までのベクトルを算出することができ、センサが取り付けられている部位長さやその部位の長手方向ベクトルなどを算出することができる。   Then, the vector “c” is calculated by the calculation unit 4 by operating the joints at both ends of the position where the nine-axis sensor is attached, as shown in FIG. And the vector to one end and the vector to the sensor and the other end can be calculated, and the length of the part to which the sensor is attached, the longitudinal vector of the part, and the like can be calculated.

以下、指に取り付けられているセンサについても同様の処理を行い、指の部位長さや回転中心(関節)までの長さを第二算出部41で算出する。   Hereinafter, the same processing is performed for the sensor attached to the finger, and the second calculating unit 41 calculates the length of the finger and the length to the rotation center (joint).

なお、指の部位長さやその部位の長手方向ベクトルを算出する場合、指先の末節骨においては、第二関節(DIP関節)しか存在しないため、同様の処理を行うことができない。そこで、この実施の形態では、図8に示すように各関節(DIP関節、PIP関節)を中心として等しい距離にセンサを取り付けるとともに、末節骨については、末節骨の中央に配置するようにする。そして、この状態で関節角を0度に維持した状態(指を真っ直ぐに伸ばした状態)で付け根のMP関節を中心として2軸方向(例えば、上下方向および左右方向)に回転させ、同様にして各センサからMP回転中心までの距離を求める。そして、各指に取り付けられたセンサの配置関係を用いて各回転中心までの長さや部位長さ、その部位の長手方向のベクトルを算出できるようにする。そして、このように算出された回転中心や部位長さと、各センサから出力値を用いて指の姿勢位置や速度・加速度・角速度などの運動状態を第二算出部41で算出する。   Note that when calculating the length of a finger part or the longitudinal direction vector of the part, the same process cannot be performed because only the second joint (DIP joint) exists at the distal phalanx of the fingertip. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, sensors are attached at equal distances around each joint (DIP joint, PIP joint), and the distal phalanx is arranged at the center of the distal phalanx. Then, in this state, the joint angle is maintained at 0 degree (the finger is straightened), and the joint is rotated in two axial directions (for example, up and down directions and left and right directions) around the base MP joint. The distance from each sensor to the MP rotation center is obtained. Then, using the arrangement relation of the sensors attached to each finger, the length to each rotation center, the part length, and the vector in the longitudinal direction of the part can be calculated. Then, using the rotation center and the part length calculated in this way and the output values from each sensor, the motion state such as the posture position of the finger and the speed, acceleration, angular velocity, and the like are calculated by the second calculation unit 41.

<前腕部の運動状態の除外処理>   <Exclusion processing of forearm exercise state>

このようにして算出された回転中心や第一検出部2で検出された加速度や角速度を用いて、並進であれば手指の加速度から並進の加速度を除外、回外および肘の回転であれば手指の第二検出部3に対する位置ベクトルの影響を考慮した加速度を除外することにより、手指の加速度出力から肘の回転などの影響を除外することができる。さらに、前腕部に設けられた第一検出部2の角速度成分を手指における第二検出部3のジャイロセンサの出力値から除外することにより、手指単体の運動に対する加速度を算出する。   Using the rotation center calculated in this way and the acceleration and angular velocity detected by the first detector 2, the translational acceleration is excluded from the acceleration of the finger in the case of translation, and the finger in the case of supination and rotation of the elbow. By excluding the acceleration in consideration of the influence of the position vector on the second detection unit 3, the influence of the rotation of the elbow and the like can be excluded from the acceleration output of the finger. Further, by excluding the angular velocity component of the first detector 2 provided on the forearm from the output value of the gyro sensor of the second detector 3 for the finger, the acceleration with respect to the movement of the finger alone is calculated.

このように、前腕部に取り付けられた第一検出部2を利用することにより、手指における加速度出力から重力加速度を抽出でき、この重力加速度を用いることにより、動作中の姿勢の補正が可能となる。   As described above, the gravitational acceleration can be extracted from the acceleration output of the finger by using the first detection unit 2 attached to the forearm, and the posture during operation can be corrected by using the gravitational acceleration. .

また、従来のように手指のみにセンサを取り付けている場合、手指での撓屈/尺屈あるいは屈曲/伸展した場合と肘で屈曲/伸展した場合の区別を付けることが不可能であるが、前腕部に設けられた第一検出部2による姿勢や運動状態を除外することによって、手指の細かな運動を解析することが可能となる。   Further, when the sensor is attached only to the finger as in the related art, it is impossible to distinguish between flexing / extension or bending / extension with the finger and bending / extension with the elbow. By excluding the posture and the movement state by the first detection unit 2 provided on the forearm, it is possible to analyze the fine movement of the finger.

次に、このように構成された姿勢動作検出装置1における処理のフローについて、図9や図10を用いて説明する。   Next, a processing flow in the posture motion detection device 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

まず、キャリブレーションを行う場合、被験者の手首に近い前腕部に第一検出センサ21や第二検出センサ22を有するプレート23を取り付けるとともに、手指の各骨にも加速度センサやジャイロセンサ、地磁気センサからなる第二検出部3を取り付ける。このとき、手指にセンサを取り付ける場合、図8に示すように、DIP関節やPIP関節を中心としてそれぞれ等しい距離にセンサを取り付けるとともに、末節骨については、末節骨の中央にセンサを取り付ける。そして、このようにセンサを取り付けた状態で、手指や前腕部を静止させ、各センサから重力加速度を検出して初期姿勢を算出する(ステップS1)。   First, when performing calibration, a plate 23 having the first detection sensor 21 and the second detection sensor 22 is attached to the forearm portion near the wrist of the subject, and an acceleration sensor, a gyro sensor, and a geomagnetic sensor are also attached to each bone of the finger. The second detection unit 3 is attached. At this time, when the sensor is attached to the finger, as shown in FIG. 8, the sensor is attached at an equal distance from the DIP joint and the PIP joint, and the sensor is attached at the center of the distal phalanx. Then, with the sensors attached in this way, the fingers and forearm are stopped, and the gravitational acceleration is detected from each sensor to calculate the initial posture (step S1).

次に、各センサが取り付けられている部分の部位長さやその部位の長手方向ベクトル、回転中心などを算出すべく、まず、被験者に肘を中心として前腕部を上下方向や左右方向の2方向に動かしてもらい、第一検出部2のセンサから回転加速度を算出し、数5〜数7を用いてそのセンサから肘までの位置ベクトル(図7の遠位側ベクトル)を算出する(ステップS2)。   Next, in order to calculate the part length of the part where each sensor is attached, the longitudinal vector of the part, the center of rotation, etc., first, the subject's forearm is moved in two directions up and down and left and right around the elbow. The user is moved, the rotational acceleration is calculated from the sensor of the first detector 2, and the position vector (distal side vector in FIG. 7) from the sensor to the elbow is calculated using Equations 5 to 7 (Step S2). .

また、今度は逆に、その被験者に手首を中心として前腕部を上下方向や左右方向に動かしてもらい、第一検出部2のセンサから回転加速度を算出して、同様に、そのセンサから手首までの位置ベクトル(図7の近位側ベクトル)を算出する(ステップS3)。   Conversely, this time, on the contrary, the subject moves the forearm up and down or left and right around the wrist, calculates the rotational acceleration from the sensor of the first detection unit 2, and similarly, from the sensor to the wrist Is calculated (step S3).

そして、このように算出された肘までの位置ベクトルや手首までの位置ベクトルを用いて、前腕部の長さやその部位の長手方向ベクトル(図7の部位の長手方向ベクトルVB)、回転中心などを算出する(ステップS4)。 Then, using the position vector to the elbow and the position vector to the wrist calculated in this way, the length of the forearm, the longitudinal vector of the part (longitudinal vector V B of the part in FIG. 7), the rotation center, etc. Is calculated (step S4).

次に、手指についても部位長さやその部位の長手方向ベクトル、回転中心などを算出すべく、MP関節を中心として真っ直ぐに伸ばした状態の指を上下方向や左右方向に動かしてもらい、回転加速度を算出する。そして、同様に、数5〜数7を用いて、各センサからMP関節までの位置ベクトルを算出する(ステップS5)。   Next, in order to calculate the part length, the longitudinal vector of the part, the center of rotation, etc. of the finger, the finger in a state where the finger is extended straight around the MP joint is moved vertically and horizontally, and the rotational acceleration is calculated. calculate. Then, similarly, a position vector from each sensor to the MP joint is calculated using Equations 5 to 7 (Step S5).

そして、その算出された位置ベクトルと、図8に示すような各センサの取り付け位置の関係から、各指の部位長さやその部位の長手方向ベクトル(VD、VM、VP)、回転中心などを算出する(ステップS6)。 Then, a position vector that is calculated from the relationship of the mounting position of the sensor as shown in FIG. 8, the longitudinal direction vector (V D, V M, V P), the rotation center of the site length and the site of each finger Is calculated (step S6).

このように部位長さやその部位の長手方向ベクトル、回転中心が算出された状態で、被験者の動作に基づく前腕部や手指の姿勢および動作状態を解析する場合、まず、ステップS1と同様に初期姿勢を推定した後(ステップT1)に、第一検出部2で加速度や角速度を検出し(ステップT2)、前腕部の運動状態を図4に従って判断する(ステップT3)。そして、前腕部の回転中心や部位長さ、部位の長手方向ベクトルと、この検出された加速度や角速度とから手首における姿勢位置や速度、加速度などの運動状態を計算し、肘を中心とする回転運動や回内/回外運動である場合は、その回転中心を軸とする角速度に部位長さを積算して手首位置における姿勢や運動状態を算出する。また、前腕部が並進運動である場合は、加速度から手首位置における速度などを算出する(ステップT4)。   When the posture and the motion state of the forearm and the fingers based on the motion of the subject are analyzed in a state where the length of the region, the longitudinal vector of the region, and the rotation center are calculated in this way, first, the initial posture is performed in the same manner as in step S1. Is estimated (step T1), the acceleration and angular velocity are detected by the first detector 2 (step T2), and the motion state of the forearm is determined according to FIG. 4 (step T3). Then, from the rotation center and the part length of the forearm part, the longitudinal direction vector of the part, and the detected acceleration and angular velocity, the motion state such as the posture position, speed, and acceleration on the wrist is calculated, and the rotation about the elbow is calculated. In the case of exercise or pronation / supination movement, the posture or exercise state at the wrist position is calculated by adding the part length to the angular velocity about the rotation center as an axis. If the forearm is in translation, the speed at the wrist position is calculated from the acceleration (step T4).

次に、手指に設けられた第二検出部3のセンサから加速度や角速度を検出し(ステップT5)、手指の姿勢や運動状態を計算する(ステップT6)。このとき、各指の部位長さや部位の長手方向ベクトル、回転中心をもとに加速度や角速度を考慮して、それぞれの回転中心に加速度や角速度を積算し、そのセンサが取り付けられている部位の姿勢位置や速度、加速度、回転速度などを算出する。なお、このような検出時においてジャイロセンサで角速度を検出する場合、適宜重力加速度および地磁気を用いて誤差を修正していく。   Next, acceleration and angular velocity are detected from the sensor of the second detection unit 3 provided on the finger (step T5), and the posture and the motion state of the finger are calculated (step T6). At this time, considering the acceleration and angular velocity based on the part length of each finger, the longitudinal vector of the part, and the rotation center, the acceleration and angular velocity are integrated at each rotation center, and the Calculate posture position, speed, acceleration, rotation speed, etc. When the angular velocity is detected by the gyro sensor at the time of such detection, an error is corrected appropriately using gravitational acceleration and geomagnetism.

このように手指を動作させている際に前腕部が動いている場合は、その前腕部の動作を除去する必要があるため、先に求めた手首の位置や速度、加速度などの姿勢や運動状態を除去し(ステップT7)、手指のみによる姿勢や運動状態を抽出する。   If the forearm is moving while moving the fingers in this way, it is necessary to eliminate the movement of the forearm, and the posture and motion state such as the position, speed, acceleration, etc. of the wrist determined earlier Is removed (step T7), and the posture and the motion state using only the fingers are extracted.

そして、このようにして第一検出部2で前腕部の姿勢や運動状態を抽出するとともに、第二検出部3で手指の姿勢や運動状態を判断し、第一検出部2の検出結果を除去することで、手指のみによる姿勢や運動状態を抽出する(ステップT8)。   Then, the posture and the movement state of the forearm are extracted by the first detection unit 2 as described above, and the posture and the movement state of the finger are determined by the second detection unit 3, and the detection result of the first detection unit 2 is removed. By doing so, the posture and the exercise state using only the fingers are extracted (step T8).

このように上記実施の形態によれば、被験者の前腕部に取り付けられるプレート23と当該プレートの23長手方向の離れた位置に取り付けられた加速度および角速度を検出する第一検出センサ21および第二検出センサ22と、これらの第一検出センサ21と第二検出センサ22によって検出された加速度および角速度から、動作の回転中心を算出して、前腕部の姿勢および運動状態(速度、加速度、回転速度など)を算出する算出部4とを設けるようにしたので、肘を中心とした回転運動であるのか、前腕部を並進させた運動であるのかなどを判断することができるようになる。これにより、この前腕部の運動状態を把握することで、手指のみの運動状態を正確に判断することができるようになる。 Thus, according to the above embodiment, the plate 23 that is attached to the forearm of the subject, the first sensor 21 and the detecting the mounted acceleration and angular velocity 23 longitudinally distant position of the plate The rotation center of the motion is calculated from the two detection sensors 22 and the acceleration and angular velocity detected by the first detection sensor 21 and the second detection sensor 22, and the posture and the motion state (speed, acceleration, rotation Since the calculation unit 4 for calculating the speed and the like is provided, it is possible to determine whether the movement is a rotation movement around the elbow or a movement in which the forearm is translated. Thus, by grasping the motion state of the forearm, the motion state of only the fingers can be accurately determined.

また、第一検出センサ21および第二検出センサ22に、さらに、地磁気センサを取り付けるようにしたので、地磁気センサの検出値によって初期状態からの運動を解析することができるとともに、ジャイロセンサによって生じる誤差をその重力加速度および地磁気を用いて修正することができるようになる。   Further, since a geomagnetic sensor is further attached to the first detection sensor 21 and the second detection sensor 22, the motion from the initial state can be analyzed by the detection value of the geomagnetic sensor, and the error generated by the gyro sensor can be analyzed. Can be corrected using its gravitational acceleration and geomagnetism.

さらに手指に加速度および角速度を検出するセンサを設けるとともに、これらのセンサによって検出された加速度および角速度から、手指の姿勢および運動状態を第二算出部41で算出し、この第二算出部41で算出された値から前記算出部4で算出された前腕部の姿勢および運動状態を除外して手足の姿勢および運動状態を修正するようにしたので、前腕部の動きを除外して、手指のみの運動を抽出して解析することができるようになる。 Further , a sensor for detecting the acceleration and the angular velocity is provided on the finger, and the posture and the motion state of the finger are calculated by the second calculator 41 from the acceleration and the angular velocity detected by these sensors. Since the posture and the exercise state of the limbs are corrected by excluding the posture and the exercise state of the forearm calculated by the calculation unit 4 from the calculated values, the movement of the forearm is excluded, and only the finger is removed. Movement can be extracted and analyzed.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。   The present invention can be implemented in various modes without being limited to the above embodiment.

例えば、上記実施の形態では、前腕部に二つの検出センサを設けて手首の姿勢や動作状態を検出する場合について説明したが、上腕部にも同様に複数の検出センサを設け、上腕部の姿勢や運動状態を検出し、その後、前腕部の姿勢や運動状態を検出して上腕部の運動状態などを除去するようにしていってもよい。   For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which two detection sensors are provided on the forearm to detect the posture and the operation state of the wrist. However, a plurality of detection sensors are similarly provided on the upper arm, and the posture of the upper arm is determined. Or the state of movement of the forearm, and then the posture or state of movement of the forearm may be detected to remove the state of movement of the upper arm.

また、これらの構成については脚部や足についても同様に適用することができ、下腿部や上腿部に同様の検出センサを複数取り付け、身体に近い側からの運動を計算してその運動状態を除去するようにしていってもよい。   In addition, these configurations can be similarly applied to the legs and feet, and a plurality of similar detection sensors are attached to the lower leg and upper leg, and the motion from the side close to the body is calculated and the motion is calculated. The state may be removed.

さらに、上記実施の形態では、前腕部や手指の姿勢や運動状態のみを検出する場合について説明したが、指先に力覚センサを取り付けて、その力覚センサからの出力値とともに手指や前腕部の動作なども出力するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, a case has been described in which only the posture and the motion state of the forearm and the finger are detected. However, a force sensor is attached to the fingertip, and the output of the force sensor together with the output of the finger or the forearm is detected. The operation and the like may also be output.

1・・・姿勢動作検出装置
2・・・第一検出部
21・・・第一検出センサ
22・・・第二検出センサ
23・・・プレート
3・・・第二検出部
4・・・算出部
41・・・第二算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Attitude operation | movement detection apparatus 2 ... 1st detection part 21 ... 1st detection sensor 22 ... 2nd detection sensor 23 ... Plate 3 ... 2nd detection part 4 ... Calculation Unit 41: Second calculation unit

Claims (3)

前腕部、上腕部、下腿部、上腿部のいずれかに取り付けられるプレートと、
当該プレートの長手方向の離れた位置に取り付けられた加速度および角速度を検出する第一検出センサおよび第二検出センサと、
前記第一検出センサと第二検出センサによって検出された加速度および角速度から、動作の回転中心を算出して、前腕部、上腕部、下腿部、上腿部の姿勢および運動状態を算出する算出部と、
を備えたことを特徴とする姿勢動作検出装置。
Plate attached to any of the forearm, upper arm, lower leg, upper leg ,
A first detection sensor and a second detection sensor for detecting acceleration and angular velocity attached to a position apart in the longitudinal direction of the plate,
From the acceleration and angular velocity detected by the first detection sensor and the second detection sensor, the rotation center of the motion is calculated, and the posture and the motion state of the forearm, upper arm, lower leg, upper leg are calculated. Department and
A posture motion detection device comprising:
前記第一検出センサおよび第二検出センサに、さらに、地磁気センサを取り付けた請求項1に記載の姿勢動作検出装置。 The attitude motion detection device according to claim 1, further comprising a geomagnetic sensor attached to the first detection sensor and the second detection sensor. さらに、手の甲や足の甲、各指に加速度および角速度を検出する手足姿勢検出センサを設け、
当該手足姿勢検出センサで検出された加速度および角速度から、手足の姿勢および運動状態を第二算出部で算出し、
当該算出された値から前記算出部で算出された前腕部、上腕部、下腿部、上腿部の姿勢および運動状態を除外して手足の姿勢および運動状態を修正するようにした請求項1に記載の姿勢動作検出装置。
In addition, a hand and foot posture detection sensor that detects acceleration and angular velocity is provided on the back of the hand and back of the foot, each finger,
From the acceleration and angular velocity detected by the limb posture detection sensor, the posture and motion state of the limb are calculated by the second calculation unit,
2. The posture and movement state of the limbs, excluding the posture and movement state of the forearm, upper arm, lower leg, and upper thigh calculated by the calculation unit from the calculated values. The posture motion detection device according to claim 1.
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