SICE東北支部研究集会資料(2012年)

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りさこすずがみね
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1 273 ( ) Motion measurement of nordic walking using inertial sensor, Takuya Tateyama, Koichi Sagawa * *Graduate School of Science and Technology Hirosaki University : (inertial sensor), (motion measurement), (nordic walking) : ,Tel./Fax.: (172) , h11gs62@stu.hirosaki-u.ac.jp 1. Nordic Walking NW NW NW 1) NW 2)3) NW 4) 1) 13 2) 2 3) 4) 4 5) 5) NW Japan Nordic Fitness Association JNFA JNFA 1

2 ) ' ( 2.2 NW 9) "!$#&% a ω 1 Fig. 1 Fig. 1 Stock and stock FM on world frame. NW NW 6)7) NW Position Sensitive Device PSD ) a x a y a z = ω y L ω x L + ω x ω z L ω y ω z L ( ωx 2 ωy)l 2 + i z g j z g k z g (1) L i j k 1 3 FM E E = [ i j k ] = i x j x k x i y j y k y i z j z k z (2) FM E i z j z k z i z j z k z = 1 g θ x θ y θ z a x ω y L ω x ω z L a y + ω x L ω y ω z L a z + (ω 2 x + ω 2 y)l (3) i 2 z + j 2 z + k 2 z = 1 (4) = sin 1 i z sin 1 j z sin 1 k z (5) 2

3 * % FM cos θ x tan θ x sin θ y tan θ x sin θ z E = sin θ z sin θy cos θ x cos θ x (6) sin θ x sin θ y sin θ z () () &' &' i x "!$# 2.3 h L FM k z k z FM k (Fig. 1) h = k z L (7) v v = E L Eω (8) Fig. 2 Stock FM E and E FM FM FM Fig.2 FM E = [ i j k ] 2.2 FM E = [ i j k ] i i E E E E i γ γ = tan 1 i y i x (9) z E γ E E = cos γ sin γ sin γ cos γ 1 E (1) FM E FM NW

4 -./$$ % )*+',!#%# "!#%$&'#( 3. V 3.3 V 16 ch 12 bit UART SPI PIC Microchip dspic3f612a XBee SD Fig. 3 Estimated trajectory of right foot and right stock. 1 2 PSD PSD 1[cm] t 1 t 2 t 1 t 2 xy l 1 l 2 Fig. 3 l 1 l 2 θ θ = cos 1 l 1 l 2 l 1 l 2 (l 3 z > = ) cos 1 l 1 l 2 l 1 l 2 (l 3 z < ) (11) [ l 3x l 3y l 3z ] = l 1 l 2 (12) θ l 1 l 2 FM z θ l 1 l 2 l 1 / l 2 t 1 PSD Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 PIC Microchip dspic3f312 3 XBee Fig. 7 Position Sensitive Device PSD SHARP GP2D12XJF (Fig. 8) 1 Hz 3 Freescale Semiconductor MMA-726Q 6 G 2 InvenSense IDG-3 5 deg/s 1 ANALOG DEVICES AD XRS-61 3 deg/s 3 3 XBee PIC UART 1152 bps 1) 4

!"# Fig. 8 Fig. 4 Fig. 5 PSD mounted on pole.

実験方法本報告では NW 初心者である健常な成人男性 1 名の右足爪先に Fig.

8 のように計測装置とセンサ座標系 Y 軸方向を向けて PSD を取り付けた NW

5 !"# Fig. 8 Fig. 4 Fig. 5 PSD mounted on pole. Wireless sensor system Fig. 9 Inertial sensor mounted on foot. 4. Nordic walking. 実験方法本報告では NW 初心者である健常な成人男性 1 名の右足爪先に Fig. 5 のように計測装置を取り付け Fig. 6 Fig. 8 のように計測装置とセンサ座標系 Y 軸方向を向けて PSD を取り付けた NW 用ストックを右手に持ち被験者の好きな歩行速度で NW を行ってもらった (Fig. 9) この際計測前に NW に慣れるまで練習をしても Fig. 6 Inertial sensor mounted on pole. らった 5. 結果と考察 Fig. 1 および Fig. 11 に無線計測装置によって測定された右手および右ストックの加速度角速度データを示したこのグラフより各部位が地面に着いたタイミングや空中にいる区間などが推測できるさらに Fig. 12 に本報告の方法で推定した右足と右ストックの移動経路を図示 Fig. 7 Host controller. した図中では右足右ストックの移動経路に加え 3 サンプルごとのストックの状態を図示 5

6 PSD 2[m] 6. NW NW NW ) * #%$ * : #8 9 ;!<=<>@?A<BC>EDA?F>HG< IKJ > J <AB!"!./! LNMO P@QSR TU@VHW Fig. 1 Acceleration and angular velocity of right foot. * 9 #7 8 ) * #%$ :;=<">@?A>B<DC";=EF>@;FG<!H1I ; IJ<C!"./1 2 KFLNM OQP R"TZVQWYX 3456 KFLNM OQPSRUTVWYX Fig. 11 Acceleration and angular velocity of right stock. BC!',D >E4F?@.G >7 "!#%$'&(*)!+,$'-,./)%.213)%4652/1.7.6 K "!$#%'& )!$+ -.&"/ -1.&" ;:<-=./>29!=-,=?@.2A.'> >@?'A:B1C.D(?7EGFHE IKJ@E D(?7E F *89+:-2;5 $+ *< -5=-$; "!$#%'&()*!$+, -.&'/ -12&' , - +, - Fig. 12 Estimated trajectory of right foot and right stock. 6

7 1) : / ) : / ) : / ). < > 5) : ) Keita Mishima, Koichi Sagawa: Estimation of walking trajectory using ankle-mounted sensor, The International Conference on Mechatronics and Information Technology, 2P2-E2 (27) 7) Koichi Sagawa, Syuko Abo, Toshiaki Tsukamoto, Izumi Kondo: Forearm Trajectory Measurement during Pitching Motion using an Elbow-mounted SensorJournal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, Vol.3, No.4, (29) 8) : / ) ( ): (1) 74 (26) 1) : /

SICE東北支部研究集会資料(2012年)

SICE東北支部研究集会資料(2012年) 273 (2012.6.29) 273-8 Relation between calculation task load and gait parameter during dual-task Yuta Tsushima, Manami Shibata Koichi Sagawa * *Hirosaki Univresity graduate school science and technogy