JP6941934B2 - デジタルの人間の上肢モデルの制約ベースの最適化の方法およびシステム - Google Patents
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Description
1.鎖骨DOFを駆動する予め計算された生理学的リズム、および
2.鎖骨、上腕骨、および手首関節の生理学的ROMをシミュレートする円錐形のリーチコーン
述べられる実施形態の提案される上腕骨ROMは、推定される母集団の3つの異なる百分位数(すなわち5、50および95番目)をカバーし得る。一方、述べられる実施形態の提案される手首ROMは、互いに異なるリーチコーンを用いた4つの異なるタイプの手の開きをカバーし得る(すなわち完全に開かれたこぶし、小さな円筒(例えば25mm直径)を持った、大きな円筒(例えば50mm直径)を持った、および完全に閉じられたこぶし)。
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Claims (15)
- 仮想マネキンの上肢をモデリングするためのコンピューター実装の上肢モデリングシステムであって、
プロセッサと、
コンピュータコード命令が記憶されたメモリであって、前記メモリは、前記プロセッサに動作可能に結合され、前記コンピュータコード命令は、前記プロセッサに、
1つまたは複数のデータセットに基づいて、変換されたデータを作成するように構成されたデータ変換エンジンであって、各データセットは、運動の連鎖の要素の間における依存性を表し、前記データ変換エンジンは、前記1つまたは複数のデータセットに肩甲骨−胸部すべり面運動学的制約を適用するようにさらに構成された、データ変換エンジンと、
前記変換されたデータに基づいて2つ以上の制約を生成するように構成された前記運動の連鎖のモデルであって、前記2つ以上の制約は、(i)鎖骨リズムと、(ii)鎖骨および上腕骨に対するリーチコーンとの両方を含む、モデルと、
前記2つ以上の制約に基づいて、第1の位置から第2の位置への手のエフェクタの軌道を決定するように構成された姿勢エンジンと、
前記手のエフェクタの前記第2の位置に対応する姿勢の表示データをレンダリングし、ディスプレイデバイスに前記表示データを提供するように構成されたレンダリングエンジンと
を実行させる、メモリと
を備えることを特徴とするコンピューター実装の上肢モデリングシステム。 - 前記運動のモデルの前記要素は、鎖骨、肩甲骨、上腕骨、前腕および手の1つまたは複数を含むことを特徴とする請求項1に記載のコンピューター実装の上肢モデリングシステム。
- 前記依存性は、前記運動のモデルの前記要素の少なくとも1つに関連付けられた1つまたは複数の自由度に関係することを特徴とする請求項1に記載のコンピューター実装の上肢モデリングシステム。
- 前記1つまたは複数のデータセットは、実験データを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンピューター実装の上肢モデリングシステム。
- 前記運動のモデルは、鎖骨−肩甲骨−上腕骨(CSH)モデル、および鎖骨−上腕骨(CH)モデルの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンピューター実装の上肢モデリングシステム。
- 前記CSHモデルの上腕骨の関節は前記CHモデルの上腕骨の関節に接続され、前記CSHモデルの肘関節は前記CHモデルの肘関節に接続されることを特徴とする請求項5に記載のコンピューター実装の上肢モデリングシステム。
- 前記変換されたデータは、前記CHモデルの挙動を特性化するための入力として、前記CSHモデルにもたらされることを特徴とする請求項6に記載のコンピューター実装の上肢モデリングシステム。
- 前記姿勢エンジンは、(i)各制約が強制されたことを検証すること、および(ii)解空間における探索方向を示す制約勾配を決定することの、1つまたは複数を行うように構成された非線形ソルバを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンピューター実装の上肢モデリングシステム。
- 仮想マネキン上肢のエンドエフェクタの軌道を決定する方法であって、
データ変換エンジンによって、1つまたは複数のデータセットに基づいて、変換されたデータを作成するステップであって、各データセットは運動連鎖の要素間の依存性を表す、ステップと、
前記データ変換エンジンによって、前記1つまたは複数のデータセットに肩甲骨−胸部すべり面運動学的制約を適用するステップと、
運動連鎖のモデルによって、前記変換されたデータに基づいて2つ以上の制約を生成するステップであって、前記2つ以上の制約は、(i)鎖骨リズムと、(ii)鎖骨および上腕骨に対するリーチコーンとの両方を含む、ステップと、
姿勢エンジンによって、第1の位置から第2の位置への前記エンドエフェクタの軌道を決定するステップであって、前記エンドエフェクタの軌道は前記2つ以上の制約に基づいて決定される、ステップと、
レンダリングエンジンを使用して、前記エンドエフェクタの前記第2の位置に対応する姿勢の表示データをレンダリングし、ディスプレイデバイスに前記表示データを提供するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 実験データから前記データセットを取得するステップをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記生成するステップは、鎖骨−肩甲骨−上腕骨(CSH)モデル、および鎖骨−上腕骨(CH)モデルの少なくとも1つを実行するステップをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記CSHモデルの上腕骨の関節を前記CHモデルの上腕骨の関節に接続し、前記CSHモデルの肘関節を前記CHモデルの肘関節に接続するステップをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記CHモデルの挙動を特性化するための入力として、前記変換されたデータを前記CSHモデルにもたらすステップをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 非線形ソルバにより、(i)各制約が強制されたことの検証、および(ii)解空間内の探索方向を示す制約勾配の決定の、1つまたは複数を行うステップをさらに含むこと特徴とする請求項9に記載の方法。
- 仮想マネキン上肢のエンドエフェクタの軌道を決定するための命令を格納するように構成された非一時的なコンピューター読み取り可能な媒体であって、前記命令は、プロセッサによってロードされ実行されると、前記プロセッサに請求項9ないし14のいずれか一項に記載の方法を実行させることを特徴とする非一時的なコンピューター読み取り可能な媒体。
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