(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体を模したダミー人形の変形を計測するために、該ダミー人形の形成面に規定された第１位置に配設され、該第１位置に作用する加速度の大きさを含む物理量を検出する複数のセンサと、
前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記複数のセンサの各々で検出された物理量に基づいて、前記第１位置の各々の変位量及び回転角度を計測する第１計測手段と、
前記第１計測手段により計測された前記第１位置の変位量及び回転角度に基づいて、前記ダミー人形の形成面に規定された第２位置であって、かつ隣接して配設されたセンサ間を結ぶ前記ダミー人形の形成面に沿った線分上の第２位置の各々の変位量及び回転角度を計測する第２計測手段と、を含み、
前記第２計測手段は、前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記ダミー人形の形成面に沿ったセンサ間の距離が変化する場合には、前記隣接して配設されたセンサ間を結ぶ前記ダミー人形の形成面に沿った線分の端点に対応する２つのセンサの各々の変形前の第１位置を、前記第１計測手段で計測された変位量分変位させた変形後の第１位置を中心とし、前記２つのセンサの各々の変形前の第１位置と変形前の第２位置とを結ぶ線分であって、前記２つのセンサの各々から出力される加速度の大きさ、及び前記ダミー人形の剛性に基づいて変形後の長さを求めた線分の各々を、前記第１計測手段で計測された回転角度分回転させたときの交点を変形後の第２位置とし、該第２位置の変位量を計測すると共に、前記第１計測手段で計測された前記２つのセンサの第１位置の回転角度の各々を補間して、変形後の第２位置の回転角度を計測する
ダミー計測装置。  
【請求項２】
複数の前記第２位置の各々を、前記第２計測手段により計測された変位量の各々分変位させた複数の位置に基づいて推定される第１位置と、実際の第１位置とを比較して、前記第２計測手段による計測精度を検証する検証手段を含む請求項１記載のダミー計測装置。
【請求項３】
人体を模したダミー人形の変形を計測するために、該ダミー人形の形成面に規定された第１位置に配設され、該第１位置に作用する加速度の大きさを含む物理量を検出する複数のセンサと、
前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記複数のセンサの各々で検出された物理量に基づいて、前記第１位置の各々の変位量及び回転角度、並びに前記第１位置の各々に作用した加速度を計測する第１計測手段と、
前記第１計測手段により計測された前記第１位置の各々の変位量及び回転角度、並びに前記第１位置に作用した加速度に基づいて、前記ダミー人形の形成面に規定された第２位置であって、かつ隣接して配設されたセンサ間を結ぶ前記ダミー人形の形成面に沿った線分上の第２位置の各々の変位量及び回転角度、並びに前記第２位置の各々に作用した加速度を計測する第２計測手段と、を含み、
前記第２計測手段は、前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記ダミー人形の形成面に沿ったセンサ間の距離が変化する場合には、前記隣接して配設されたセンサ間を結ぶ前記ダミー人形の形成面に沿った線分の端点に対応する２つのセンサの各々の変形前の第１位置を、前記第１計測手段で計測された変位量分変位させた変形後の第１位置を中心とし、前記２つのセンサの各々の変形前の第１位置と変形前の第２位置とを結ぶ線分であって、前記２つのセンサの各々から出力される加速度の大きさ、及び前記ダミー人形の剛性に基づいて変形後の長さを求めた線分の各々を、前記第１計測手段で計測された回転角度分回転させたときの交点を変形後の第２位置とし、該第２位置の変位量を計測すると共に、前記第１計測手段で計測された前記２つのセンサの第１位置の回転角度の各々を補間して、変形後の第２位置の回転角度を計測する
を含むダミー計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダミー計測装置に係り、特に、人体を模したダミー人形に作用する諸量を計測するためのダミー計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の乗員または歩行者に対する保護性能の評価を行うためのダミー人形に適用されるダミー計測装置として、ダミーの胸椎部あるいはその近傍に一端を固定すると共に、胸椎部に固定されたダミー肋骨部材の内周に沿って配設された複数本の弾性薄板部材より成り、障害物がダミーの胸部に衝突した時の弾性薄板部材の曲げひずみを検出するための複数のゲージが長手方向に間隔をおいて配設されたバンドと、バンドに配設されたゲージによって検出されたバンドの各部位の曲げひずみに基づき、バンドの各部位の曲げひずみの時間的推移である曲げひずみの時刻歴を計測する計測装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６２０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の計測装置のように、センサ（ゲージ）で検出されたセンサ値（曲げひずみ）を用いて、ダミー人形各部の変形形状を高精度に計測しようとすると、センサの配設間隔を狭くし、配設するセンサ数を増加させる必要がある。
【０００５】
しかしながら、センサ数の増加は、信号処理量の増加につながり、処理時間が長くなる、という問題がある。また、センサを配設できる領域は限られているため、配設できるセンサ数には限界がある。すなわち、得られる計測精度にも限界が生じる、という問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するために成されたもので、配設するセンサ数を増加させることなく、ダミー人形の変形形状の計測精度を向上させることができるダミー計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明のダミー計測装置は、人体を模したダミー人形の変形を計測するために、該ダミー人形の形成面に規定された第１位置に配設され、該第１位置に作用する加速度の大きさを含む物理量を検出する複数のセンサと、前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記複数のセンサの各々で検出された物理量に基づいて、前記第１位置の各々の変位量及び回転角度を計測する第１計測手段と、前記第１計測手段により計測された前記第１位置の変位量及び回転角度に基づいて、前記ダミー人形の形成面に規定された第２位置であって、かつ隣接して配設されたセンサ間を結ぶ前記ダミー人形の形成面に沿った線分上の第２位置の各々の変位量及び回転角度を計測する第２計測手段と、を含んで構成されている。
【０００８】
第１の発明のダミー計測装置によれば、人体を模したダミー人形の変形を計測するために、配設された第１位置に作用する物理量を検出する複数のセンサが、ダミー人形の形成面に配設されている。ダミー人形の形成面とは、ダミー人形全体の表面に限らず、ダミー人形を構成する各部の形成面を含む。例えば、人体の内臓を模した内臓モデルをダミー人形内部に収容するような場合には、この内臓モデルの表面もダミー人形の形成面に含まれる。第１計測手段は、ダミー人形に変形が生じた際に、複数のセンサの各々で検出された物理量に基づいて、第１位置の各々の変位量及び回転角度を計測する。そして、第２計測手段は、第１計測手段により計測された第１位置の変位量及び回転角度に基づいて、隣接して配設されたセンサ間を結ぶダミー人形の形成面に沿った線分上の第２位置の各々の変位量及び回転角度を計測する。
【０００９】
このように、隣接して配設されたセンサ間を結ぶダミー人形の形成面に沿った線分上の第２位置の各々の変位量及び回転角度を、センサが配設された第１位置について計測された変位量及び回転角度を用いて計測することにより、配設するセンサ数を増加させることなく、ダミー人形の変形形状の計測精度を向上させることができる。
【００１０】
また、前記第２計測手段は、前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記ダミー人形の形成面に沿ったセンサ間の距離が変化しない場合には、前記線分の端点に対応する２つのセンサの各々の変形前の第１位置を、前記第１計測手段で計測された変位量分変位させた変形後の第１位置を中心とし、前記２つのセンサの各々の変形前の第１位置と変形前の第２位置とを結ぶ線分の各々を、前記第１計測手段で計測された回転角度分回転させたときの交点を変形後の第２位置とし、該第２位置の変位量を計測すると共に、前記第１計測手段で計測された前記２つのセンサの第１位置の回転角度の各々を補間して、変形後の第２位置の回転角度を計測することができる。
【００１１】
また、前記物理量は、前記センサの各々に作用する加速度の大きさを含み、前記第２計測装置は、前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記ダミー人形の形成面に沿ったセンサ間の距離が変化する場合には、前記２つのセンサの各々の変形前の第１位置と変形前の第２位置とを結ぶ線分の各々の変形後の長さを、前記２つのセンサの各々から出力される加速度の大きさ、及び前記ダミー人形の剛性に基づいて求めることができる。これにより、ダミー人形に変形が生じた際に、ダミー人形の形成面に沿ったセンサ間の距離が変化する場合にも本発明を適用することができる。
【００１２】
また、第１の発明のダミー計測装置は、複数の前記第２位置の各々を、前記第２計測手段により計測された変位量の各々分変位させた複数の位置に基づいて推定される第１位置と、実際の第１位置とを比較して、前記第２計測手段による計測精度を検証する検証手段を含んで構成することができる。これにより、ダミー人形の変形形状の計測精度をより向上させることができる。
【００１３】
また、第２の発明のダミー計測装置は、人体を模したダミー人形の変形を計測するために、該ダミー人形の形成面に規定された第１位置に配設され、該第１位置に作用する加速度の大きさを含む物理量を検出する複数のセンサと、前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記複数のセンサの各々で検出された物理量に基づいて、前記第１位置の各々の変位量及び回転角度、並びに前記第１位置の各々に作用した加速度を計測する第１計測手段と、前記第１計測手段により計測された前記第１位置の各々の変位量及び回転角度、並びに前記第１位置に作用した加速度に基づいて、前記ダミー人形の形成面に規定された第２位置であって、かつ隣接して配設されたセンサ間を結ぶ前記ダミー人形の形成面に沿った線分上の第２位置の各々の変位量及び回転角度、並びに前記第２位置の各々に作用した加速度を計測する第２計測手段と、を含み、前記第２計測手段は、前記ダミー人形に変形が生じた際に、前記ダミー人形の形成面に沿ったセンサ間の距離が変化する場合には、前記隣接して配設されたセンサ間を結ぶ前記ダミー人形の形成面に沿った線分の端点に対応する２つのセンサの各々の変形前の第１位置を、前記第１計測手段で計測された変位量分変位させた変形後の第１位置を中心とし、前記２つのセンサの各々の変形前の第１位置と変形前の第２位置とを結ぶ線分であって、前記２つのセンサの各々から出力される加速度の大きさ、及び前記ダミー人形の剛性に基づいて変形後の長さを求めた線分の各々を、前記第１計測手段で計測された回転角度分回転させたときの交点を変形後の第２位置とし、該第２位置の変位量を計測すると共に、前記第１計測手段で計測された前記２つのセンサの第１位置の回転角度の各々を補間して、変形後の第２位置の回転角度を計測することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明のダミー計測装置によれば、隣接して配設されたセンサ間を結ぶダミー人形の形成面に沿った線分上の第２位置の各々の状態量を、センサが配設された第１位置について計測された状態量を用いて計測することにより、配設するセンサ数を増加させることなく、ダミー人形の変形形状の計測精度を向上させることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態のダミー計測装置を示す外観図である。
【図２】計測部位へ配設されるセンサを示す概略図である。
【図３】計測部位の形状変形を説明するための概略図である。
【図４】信号処理部の電気的構成を示す概略ブロック図である。
【図５】実センサ及び仮想センサの配設の一例を示す概略図である。
【図６】仮想センサの変形後の位置の算出方法を説明するための概略図である。
【図７】第１の実施の形態のダミー計測装置において実行される計測処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態において、実センサと仮想センサとの間に弾性体を想定した例を説明するための概略図である。
【図９】第３の実施の形態において、計測された加速度分布を図示した一例を示す概略図である。
【図１０】第３の実施の形態のダミー計測装置において実行される計測処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１１】実センサ及び仮想センサの配設の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１に示すように、第１の実施の形態のダミー計測装置１０は、人体構造を模して構成されたダミー人形１２に設けられる。ダミー計測装置１０は、ダミー人形１２の計測部位（図１では腹部）の形成面（表面）に配設される複数のセンサ２０と、各センサ２０で検出されたセンサ値を処理する信号処理部２２とを備えている。以下では、計測部位を腹部とする場合について説明するが、計測部位はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図２に、図１におけるダミー人形１２の腹部部分を抜き出した腹部モデル１４を示す。センサ２０は、図２に示すように、腹部モデル１４の形成面に規定された位置、例えば格子状の各格子点に配設される。なお、本実施の形態では、後述するように、仮想センサを設定して計測を行うため、全ての格子点にセンサ２０を配設する必要はない。
【００１９】
センサ２０は、ダミー人形１２の計測部位に衝突等の力が作用した際に、センサ２０が配設された位置の変位量及び回転角度を計測可能な物理量を検出するものであればよく、例えば、加速度センサや回転角センサなどを用いることができる。センサ２０で検出されたセンサ値に基づいて計測される変位量及び回転角度は、図２に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなる基準ローカル座標における各軸方向への変位量Δｘ、Δｙ、及びΔｚと、各軸周りの回転角度θ、α、及びγである。
【００２０】
各センサ２０のセンサ値から、上記のような各格子点での変位量及び回転角度が計測されるため、図３に示すように、測定部位の形状の変化を計測することができる。なお、図３は、図２における水平面（Ａ）における断面を概略的に示した図である。
【００２１】
また、センサ２０は、図４に示すように、基盤部２０ａ上に配置され、センサ２０表面をシリコン膜２０ｂで被覆されている。これらの複数のセンサ２０は、信号処理部２２と接続されている。信号処理部２２は、センサ２０の各々で検出されたセンサ値を伝送するための信号線２４、各センサ２０を制御する制御部２６、及び複数のセンサ２０全体に電力を給電するための給電部２８を含んで構成されている。なお、図４においては、信号線２４によって、センサ値の伝送を行う例を示しているが、無線伝送を行うための無線伝送装置を配設し、センサ２０の各々で検出されたセンサ値を無線伝送することも可能である。
【００２２】
制御部２６は、ＣＰＵ、後述する計測処理ルーチンを実行するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ、一時記憶領域としてのＲＡＭ、検出されたセンサ値を記憶するためのメモリ等を含むマイクロコンピュータで構成することができ、計測結果を、例えばアンテナ等を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置３０へ出力する通信部としての機能も有する。通信部は、電波や光を用いて無線通信を行うものである。給電部２８は、外部の電力供給源３２から電力を充電するための充電ケーブルを接続するための給電口２８ａが設けられている。
【００２３】
ここで、本実施の形態におけるセンサ２０の配設状態を、図５を参照して、より詳細に説明する。図５では、腹部モデル１４の形成面に規定された格子を一点破線で示し、所定の格子点に配設されたセンサ２０を実線の○印（Ｓ１〜Ｓ４）で示している。また、各センサ２０が配設されていない格子点に仮想センサを設定する。図中、仮想センサは点線の○印（Ｓ５〜Ｓ１１）で示している。以下、仮想センサと区別するために、センサ２０を「実センサ」ともいう。仮想センサＳ５は実センサＳ１とＳ２間の線分上の格子点、仮想センサＳ６は実センサＳ１とＳ３間の線分上の格子点、仮想センサＳ７は実センサＳ２とＳ４間の線分上の格子点、仮想センサＳ８は実センサＳ３とＳ４間の線分上の格子点、仮想センサＳ９は仮想センサＳ５とＳ８間の線分上の格子点に配設されたセンサとして仮想される。
【００２４】
仮想センサは、実センサで計測された格子点の変位量及び回転角度に基づいて、仮想センサが設定された格子点の変位量及び回転角度を計測するためのものである。
【００２５】
まず、仮想センサが設定された格子点の変位量の計測は、腹部モデル１４に変形が生じた際に、腹部モデル１４の形成面に沿った実センサ間の距離が変化しない場合には、仮想センサが配設された線分の端点に対応する２つの実センサの各々の変形後の位置を中心とし、実センサと仮想センサ間の線分の各々を、実センサの回転角度分回転させたときの交点を、変形後の仮想センサの位置として求めることにより計測する。
【００２６】
より具体的に、図５における実センサＳ１とＳ２間の線分上に設定された仮想センサＳ５を例に説明する。図５に示すように、腹部モデル１４の形成面に規定された格子の格子間隔がＬ１の場合、実センサＳ１と仮想センサＳ５との距離、及び実センサＳ２と仮想センサＳ５との距離は共にＬ１となる。また、図６に示すように、実センサＳ１及びＳ２のローカル座標が設定されており、実センサＳ１とＳ２間の線分は、各実センサのローカル座標のＹ軸と一致している。
【００２７】
時刻Ｔにおいて、実センサＳ１の変位量及び回転角度が、Δｘ＝Δｙ＝Δｚ＝θ＝γ＝０、α＝α１、実センサＳ２の変位量及び回転角度が、Δｘ＝Δｚ＝θ＝γ＝０、Δｙ＝−ΔＬ、α＝α２と計測されたとする。実センサＳ２の変形後の位置は、変形前の位置からＹ軸に沿って−ΔＬ変位した位置Ｓ２’となる。変形後の仮想センサＳ５の位置は、変形後の実センサＳ１及びＳ２の位置の各々を中心とした半径Ｌ１の２つ球の交点として求めることができる。この場合、２つの球の交点は複数存在するが、変形前の実センサＳ１と仮想センサＳ５間の線分を、変形後の実センサＳ１の位置（ここでは変位なし）を中心に、Ｘ軸周りに回転角度α１回転させる。同様に、変形前の実センサＳ２と仮想センサＳ５間の線分を、変形後の実センサＳ２の位置Ｓ２’を中心に、Ｘ軸周りに回転角度α２回転させる。回転後の各線分の端点と、上記の球の交点とにより、変形後の仮想センサＳ５の位置Ｓ５’を特定することができる。そして、仮想センサＳ５の変形前の位置と、変形後の位置Ｓ５’との差から、仮想センサＳ５の変位量を計測することができる。
【００２８】
次に、仮想センサによる変位量の計測は、仮想センサが設定された線分の端点に対応する２つの実センサの回転角度の各々を、例えばスプライン補間等により補間して計測することができる。例えば、スプライン補間式としては、下記（１）式などを用いることができる。
【００２９】
Si(x)=ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3          （１）
【００３０】
ここで、Ｓｉ(ｘ)は求める仮想センサの回転角度の関数、ｘは実センサｘｉとｘｉ＋１間の線分上の位置、ａｉ、ｂｉ、ｃｉ及びｄｉは実センサで計測された回転角度に基づいて定まる係数である。
【００３１】
次に、第１の実施の形態のダミー計測装置１０の作用について説明する。
【００３２】
給電部２８を充電し、ダミー人形１２の計測部位に複数のセンサ２０を配設する。給電部２８から制御部２６へ通電が行われると、図７に示す計測処理ルーチンが、制御部２６によって実行される。ここでは、図５に示すように、実センサの配設及び仮想センサの設定をした場合を例に説明する。
【００３３】
ステップ１００で、実センサの各々で検出されたセンサ値の各々を取得し、実センサが配設された格子点の各々について、初期状態（変形前）からの変位量及び回転角度を計測する。ここでは、実センサＳ１〜Ｓ４が配設された格子点の各々の変位量及び回転角度が計測される。
【００３４】
次に、ステップ１０２で、上記ステップ１００の計測結果を用いて、仮想センサが設定された格子点の各々について、初期状態からの変位量及び回転角度を計測する。ここでは、まず、実センサＳ１及びＳ２の計測結果を用いて仮想センサＳ５が設定された格子点の変位量及び回転角度を計測する。次に、実センサＳ１及びＳ３の計測結果を用いて仮想センサＳ６について計測し、実センサＳ２及びＳ４の計測結果を用いて仮想センサＳ７について計測し、実センサＳ３及びＳ４の計測結果を用いて仮想センサＳ８について計測する。そして、仮想センサＳ５とＳ８、またはＳ６とＳ７の計測結果を用いて、仮想センサＳ９についての変位量及び回転角度を計測する。なお、仮想センサの計測順は上記の順番に限定されるものではない。ただし、格子状で隣接するセンサが仮想センサである仮想センサ（図５の例では仮想センサＳ９）は、その仮想センサが設定された線分の両端の仮想センサについての変位量及び回転角度が計測されてから計測する。
【００３５】
次に、ステップ１０４で、上記ステップ１０２で計測された仮想センサの計測結果に基づいて、実センサの位置を推定する。例えば、実センサＳ２の位置を、仮想センサＳ５とＳ１１とを結ぶ線分と、仮想センサＳ７とＳ１０とを結ぶ線分との交点として推定する。
【００３６】
次に、ステップ１０６で、上記ステップ１００で計測された実センサの変位量から得られる実センサの位置と、上記ステップ１０６で推定された実センサの位置との誤差を算出する。そして、誤差が予め定めた閾値より小さいか否かを判定することにより、仮想センサの計測結果の精度を検証する。誤差が閾値より小さい場合には、ステップ１０８へ移行して、上記ステップ１０４で実センサの位置を推定する際に用いた仮想センサの計測結果を正規の計測結果として採用する。一方、誤差が閾値以上の場合には、ステップ１１０へ移行し、該当する仮想センサが設定された格子点を識別する情報や誤差の大きさ等の誤差情報を出力し、その仮想センサの計測結果は正規の計測結果として採用しない。全ての仮想センサについて計測結果の精度の検証が終了した場合には、ステップ１１２へ移行する。
【００３７】
次に、ステップ１１２では、上記ステップ１００で計測された実センサの計測結果、及び上記ステップ１０８で採用された仮想センサの計測結果に基づいて、ダミー人形１２の計測部位の表面形状を演算し、処理を終了する。
【００３８】
以上説明したように、第１の実施の形態のダミー計測装置１０によれば、実センサ間に仮想センサを設定し、実センサが配設された位置の変位量及び回転角度を用いて、仮想センサが設定された位置の変位量及び回転角度を計測することにより、配設するセンサ数を増加させることなく、ダミー人形の変形形状の計測精度を向上させることができる。例えば、図５において、Ｓ１〜Ｓ９の格子点に着目すると、全ての格子点に実センサを配設する場合には、９個の実センサが必要であるが、本実施の形態によれば、４個の実センサにより、９個の格子点についての計測を行うことができる。
【００３９】
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、ダミー人形１２の計測部位に変形が生じても、実センサ間の距離が変化しない場合について説明したが、第２の実施の形態では、ダミー人形１２の計測部位の変形に伴い、実センサ間の距離が変化する場合について説明する。なお、第２の実施の形態のダミー計測装置２１０の構成及び作用は、実センサ間の距離が変化する点を除いて、第１の実施の形態のダミー計測装置１０の構成及び作用と同様であるため、異なる点について説明し、他の部分については説明を省略する。
【００４０】
第１の実施の形態では、変形後の実センサの位置を中心とし、格子間距離を半径とする球の交点上から仮想センサの変形後の位置を算出した。しかし、ダミー人形１２の計測部位の変形に伴い、実センサ間の距離が変化するということは、格子間距離が変化するということであり、この変化を考慮して仮想センサの変形後の位置を算出する必要がある。
【００４１】
図８に示すように、隣接する実センサＳｎ及びＳｎ＋１の各々と、実センサ間の仮想センサＳｎ＋２との間が各々弾性体ｋｎ及びｋｎ＋１で接合されていると想定する。各弾性体の弾性係数は、ダミー人形１２の剛性等により予め定めることができる。実センサＳｎ及びＳｎ＋１の各々に作用する加速度をａｎ及びａｎ＋１とすると、各実センサに作用する力を算出することができ、作用する力の逆数比に応じて実センサ間の距離を分割することで、実センサの各々と仮想センサ間の距離の各々を算出することができる。
【００４２】
仮想センサの変形後の位置を計測する際には、変形後の実センサの位置を中心とし、上記で算出した実センサの各々と仮想センサ間の距離を半径とする球の交点を求め、後は第１の実施の形態と同様に計測することができる。
【００４３】
以上説明したように、第２の実施の形態のダミー計測装置２１０によれば、実センサ間に仮想センサを設定し、実センサが配設された位置の変位量及び回転角度を用い、さらに、実センサと仮想センサ間を弾性体で想定して、仮想センサが設定された位置の変位量及び回転角度を計測することにより、ダミー人形の計測部位の変形に伴い、実センサ間の距離が変化する場合でも、配設するセンサ数を増加させることなく、ダミー人形の変形形状の計測精度を向上させることができる。
【００４４】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、各格子点の変位量及び回転角度を計測するのではなく、各格子点の加速度分布を計測する場合について説明する。なお、第３の実施の形態のダミー計測装置３１０の構成は、第１の実施の形態のダミー計測装置１０の構成と同一であるため、説明を省略する。
【００４５】
第３の実施の形態のダミー計測装置３１０では、ダミー人形１２の計測部位の形成面における所定の格子点に配設された実センサのセンサ値である３軸方向の加速度の各々から、実センサが配設された各格子点における３軸方向の加速度の合成成分である合成加速度を計測する。また、第１の実施の形態と同様に、実センサが配設されていない格子点には、仮想センサを設定する。仮想センサによる合成加速度の計測は、隣接して配設された実センサにより計測された合成加速度を用いて、例えばスプライン補間等により補間して計測することができる。
【００４６】
各格子点における合成加速度で表される加速度分布を図示すると図９のようになる。変位が大きな格子点では、合成加速度も大きくなる。よって、このような加速度分布からも、ダミー人形１２の計測部位（図９では腹部）に作用した概略の力の大きさなどを推定することが可能である。
【００４７】
次に、第３の実施の形態のダミー計測装置３１０の作用について説明する。
【００４８】
給電部２８を充電し、ダミー人形１２の計測部位に複数のセンサ２０を配設する。給電部２８から制御部２６へ通電が行われると、図１０に示す計測処理ルーチンが、制御部２６によって実行される。
【００４９】
ステップ２００で、実センサの各々で検出されたセンサ値の各々を取得し、実センサが配設された格子点の各々について、合成加速度を計測する。次に、ステップ２０２で、上記ステップ２００の計測結果を用いて、仮想センサが設定された格子点の各々について、合成加速度を計測する。次に、ステップ２０４で、上記ステップ２００で計測された実センサの計測結果と、上記ステップ２０２で計測された仮想センサの計測結果とに基づいて、計測部位について加速度分布を生成して、処理を終了する。
【００５０】
なお、第１の実施の形態のように、計測された仮想センサの合成加速度を用いて、隣接する実センサの合成加速度を推定し、実際に計測された実センサの合成加速度と比較することで、仮想センサによる計測精度を検証するようにしてもよい。
【００５１】
以上説明したように、第３の実施の形態のダミー計測装置３１０によれば、実センサ間に仮想センサを設定し、実センサが配設された位置の合成加速度を用いて、仮想センサが設定された位置の合成加速度を計測することにより、配設するセンサ数を増加させることなく、計測部位についての加速度分布を生成することができる。
【００５２】
なお、上記各実施の形態では、実センサと仮想センサとが格子状で交互に配設された場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、図１１に示すように、実センサ間に２個の仮想センサを設定してもよい。この場合、まず実センサＳ１とＳ２とを結ぶ線分上の仮想センサＳ５に着目する。格子間隔をＬとすると、実センサＳ１と仮想センサＳ５間の距離はＬ、実センサＳ２と仮想センサＳ５間の距離は２Ｌである。この距離を用いて、第１の実施の形態と同様に、仮想センサＳ５の格子点の変位量及び回転角度を計測することができる。すなわち、変形後の実センサＳ１の位置を中心とした半径Ｌの球と、変形後の実センサＳ２の位置を中心とした半径２Ｌの球との交点上から、仮想センサＳ５の変形後の位置を算出すればよい。
【００５３】
次に、変位量及び回転角度が計測された仮想センサＳ５と実センサＳ２とに基づいて、仮想センサＳ６の変位量及び回転角度を計測する。次に、実センサＳ１とＳ３間の仮想センサＳ７及びＳ８、実センサＳ２とＳ４間の仮想センサＳ９及びＳ１０、実センサＳ３とＳ４間の仮想センサＳ１１及びＳ１２についても、同様に計測する。また、変位量及び回転角度が計測された仮想センサＳ７及びＳ９に基づいて、仮想センサＳ１３及びＳ１４の変位量及び回転角度を計測し、仮想センサＳ８及びＳ１０に基づいて、仮想センサＳ１５及びＳ１６の変位量及び回転角度を計測することにより、全ての仮想センサの変位量及び回転角度を計測することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０、２１０、３１０ ダミー計測装置
１２   ダミー人形
１４   腹部モデル
２０   センサ
２２   信号処理部
２６   制御部
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005970868.tif 000005
【図６】
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【図７】
0005970868.tif 000007
【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２】
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【図９】
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