(57)【要約】      （修正有）【課題】被験者に抵抗感を与えることがなく、測定作業の効率化および測定精度の向上に資することが可能な三次元位置測定用マーカを提供する。【解決手段】被験者１０４の身体の所定の部位に取り付けられ、各部位の三次元位置を測定する三次元位置測定器１０２のプローブ１０８の接触を受ける三次元位置測定用マーカ１００であって、平板状の基部と、基部の表面の中央に形成された凹部１１２とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の所定の部位に取り付けられ、該部位の三次元位置を測定する三次元位置測定器のプローブの接触を受ける三次元位置測定用マーカであって、
平板状の基部と、
前記基部の表面中央に形成された凹部とを備えることを特徴とする三次元位置測定用マーカ。
【請求項２】
対象物の所定の部位に取り付けられ、該部位の三次元位置を測定する三次元位置測定器のプローブの接触を受ける三次元位置測定用マーカであって、
平板状の基部と、
前記基部の表面中央に形成された凸部とを備えることを特徴とする三次元位置測定用マーカ。
【請求項３】
対象物の所定の部位に取り付けられ、該部位の三次元位置を測定する三次元位置測定器のプローブの接触を受ける三次元位置測定用マーカであって、
平板状の基部と、
前記基部の表面中央に取り付けられて該基部から突出する凸部とを備え、
前記基部は、前記凸部の根元を取り付ける凹部であり内壁にめねじ構造を有する凹部を有し、
前記凸部はその根元に、前記凹部のめねじ構造にかみ合うおねじ構造を有することを特徴とする三次元位置測定用マーカ。
【請求項４】
当該三次元位置測定用マーカは、前記基部の裏面に半球形状に突出した複数の突起部をさらに備えることを特徴とする請求項1から３のいずれか１項に記載の三次元位置測定用マーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元位置測定器によって対象物の各部位の三次元位置を取得する際に、その各部位に取り付けておいて三次元位置測定器のプローブを接触させる三次元位置測定用マーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両開発において、車室内における乗員の身体の寸法を測定することは、車室内の快適性向上のために、また衝突時等の安全性確保のために重要である。その測定方法として、一般的には三次元位置測定器を使用しての測定が行われている。
【０００３】
近年、接触式の三次元位置測定器として、設置台等に固定された多関節のアームと、そのアームの先端に設けられたプローブとを備えた三次元位置測定器が普及している。三次元位置測定器のプローブは、直径数ミリ程度の球体や（例えば特許文献１）、尖った形状などになっている。三次元位置測定器はプローブの三次元的な位置データを取得することが可能であって、プローブを測定対象物の各部位に接触させてその位置データを取得することで、測定対象物の形状を三次元的に測定することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３２９５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両開発において乗員の姿勢などを測定する場合、上記のプローブを被験者の身体の各部位に接触させることで位置データが取得されている。プローブは、実験者の目視によって被験者の身体の各部位に接触させられる。その際、被験者の身体の各部位には、測定点としてあらかじめ目印を付けておく必要がある。
【０００６】
例えば、被験者の皮膚に直接に印を書き加える手法が考えられる。しかし、脱衣が必要となるため、被験者に強い抵抗感を与えてしまう。試験は外部の一般被験者や女性の被験者を対象に行われる場合もあり、このような手法は一般的な人間工学実験では実施が困難である。
【０００７】
また、衣服の上から測定を行う手法も考えられるが、その場合には実験者が被験者の身体の各部位を触診して測定点を確認する必要が生じる。その場合の触診を省く手段として、例えば、被験者の身体の各部位に所定のマーカ部材をサポータやベルトで巻きつけて固定しておく方法がある。しかし、マーカ部材は被験者の動作に伴ってその位置がずれるおそれがある。一方、位置ずれを防ぐためにサポータの拘束力を高めてしまっては、被験者に苦痛を与えてしまう。
【０００８】
さらには、マーカ部材があらかじめ取り付けられた、被験者の身体に密着する薄手の布地のスーツなども考案されている。しかし、各被験者の身体に合わせた様々な寸法のスーツが必要であってコストがかさむほか、被験者に与える抵抗感も少なくない。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、被験者に抵抗感を与えることがなく、測定作業の効率化および測定精度の向上に資することが可能な三次元位置測定用マーカ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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる三次元位置測定用マーカの代表的な構成は、対象物の所定の部位に取り付けられ、部位の三次元位置を測定する三次元位置測定器のプローブの接触を受ける三次元位置測定用マーカであって、平板状の基部と、基部の表面中央に形成された凹部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記の三次元位置測定用マーカは表面中央に凹部を有している。そのため、特にプローブの先端が球状であった場合、プローブをその球体の少なくとも一部を凹部に没入させるように接触させれば、プローブの先端の三次元位置は三次元位置測定器の姿勢にかかわらずほぼ一定に保たれる。したがって当該三次元位置測定用マーカであれば、測定点として設定した位置において簡易かつ精度良く三次元位置測定器による測定を行うことが可能となる。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかる三次元位置測定用マーカの他の代表的な構成は、対象物の所定の部位に取り付けられ、部位の三次元位置を測定する三次元位置測定器のプローブの接触を受ける三次元位置測定用マーカであって、平板状の基部と、基部の表面中央に形成された凸部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記の三次元位置測定用マーカは凸部を有しているため、衣服で覆われた状態であっても位置が分かりやすくプローブを接触させやすい。したがって当該三次元位置測定用マーカであれば、着衣姿のまま三次元位置の測定が可能であり、被験者に抵抗感を与えることなく使用できる。また、測定点として設定した位置において簡易かつ精度良く三次元位置測定器による測定を行うことが可能となる。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明にかかる三次元位置測定用マーカの他の代表的な構成は、対象物の所定の部位に取り付けられ、部位の三次元位置を測定する三次元位置測定器のプローブの接触を受ける三次元位置測定用マーカであって、平板状の基部と、基部の表面中央に取り付けられて基部から突出する凸部とを備え、基部は、凸部の根元を取り付ける凹部であり内壁にめねじ構造を有する凹部を有し、凸部はその根元に、凹部のめねじ構造にかみ合うおねじ構造を有することを特徴とする。
【００１５】
上記の三次元位置測定用マーカは、凸部が基部に対して簡単に付け外すことができる構成となっている。そして、凸部の根元が取り付けられる部位は凹部となっている。これらの構成によって、まず凸部を取り付けた状態で被験者に取り付けた場合は、衣服で覆われた状態であっても位置がわかりやすくなる。また、凸部を外して凹部を露出させた状態で被験者に取り付けた場合は、凹部によってプローブが接触させやすくなりかつ接触させた際のプローブが位置ずれしにくくなる。これらのように、上記構成であれば使用目的に合わせて形態を変えることができ、より簡易かつ精度良く三次元位置測定器による測定を行うことが可能となる。
【００１６】
当該三次元位置測定用マーカは、基部の裏面に半球形状に突出した複数の突起部をさらに備えるとよい。被験者の身体の測定を行うにあたって、三次元位置測定用マーカは、動作に伴うずれが少なく、また位置の確認がしやすいことから、骨の突出している部位の皮膚に取り付けると好適である。その際、骨の突出部の皮膚表面は複雑で立体的な曲面を描いているため、三次元位置測定用マーカの裏面が平坦であると容易に脱落してしまうおそれが高い。そこで裏面には上記の半球形状の突起部を複数設けることで、皮膚が骨の突出形状によって複雑かつ立体的な曲面を描いていても、特に突起部同士の間の窪んでいる部分によって好適に取り付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、上記構成によれば、被験者に抵抗感を与えることがなく、測定作業の効率化および測定精度の向上に資することが可能な三次元位置測定用マーカを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定の概要を示す図である。
【図２】図１の三次元位置測定用マーカの拡大図である。
【図３】図２の三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定を詳細に示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定の概要を示す図である。
【図５】図４の三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定を詳細に示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる三次元位置測定用マーカを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定の概要を示す図である。当該三次元位置測定用マーカ（以下、「マーカ１００」と記載）は、三次元位置測定器１０２によって対象物の形状を三次元的に測定する際、測定点として設定された対象物の各部位に取り付けられる。本実施形態では被験者１０４の身体の形状を三次元的に測定する場合を想定していて、図１ではマーカ１００は被験者１０４の肩部１０６に粘着テープ等で取り付けられている。マーカ１００には三次元測定器１０２のプローブ１０８が接触され、マーカ１００の位置における位置データが所得される。
【００２１】
図２は、図１の三次元位置測定用マーカの拡大図である。図２（ａ）は、マーカ１００の表面側を示している。図２（ａ）に例示するように、マーカ１００は円板形状であって、平板状の基部１０９と、基部１０９の表面１１０の中央に円錐状に窪んだ凹部１１２を有している。この凹部１１２は、図１の三次元測定器１０２のプローブ１０８を接触させるための部位である。
【００２２】
図２（ｂ）は、図２（ａ）の三次元位置測定用マーカの裏面側を示している。図２（ｂ）に示すように、マーカ１００の基部１０９の裏面１１４には、半球状に複数の突起部１１６ａ〜１１６ｃが突出している。この突起部１１６ａ〜１１６ｃは、三次元位置測定の対象物として人体を測定する際に特に好適に機能する。
【００２３】
図３は、図２の三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定を詳細に示す図である。本実施形態のマーカ１００は凹部１１２を有しているため、プローブ１０８の球体の先端１０７を接触させやすい構成となっている。特に、衣服１１８の上から先端１０７を接触させた場合であっても、球体の先端１０７の少なくとも一部を凹部１１２に没入させるように接触させることで、先端１０７の位置がずれにくくなる。
【００２４】
なお、凹部１１２の形状は円錐状に限られず、例えば円柱状や球形の窪みであってもよい。また、プローブ１０８の先端の形状においても球体に限らず、例えば尖った先端であってもよい。そして、例えば先端の尖ったプローブと円錐状の凹部１１２との組み合わせであっても、プローブの位置ずれを好適に防ぐことが可能であり、これら凹部およびプローブの先端形状は適宜選択することが可能である。
【００２５】
被験者１０４の身体の測定を行うにあたって、マーカ１００は、動作に伴うずれが少なくまた位置の確認がしやすいことから、例えば肩部１０６の上側のように骨の突出している部位の皮膚１２０に取り付けると好適である。その際、皮膚１２０の表面は骨の突出の上に位置していて複雑で立体的な曲面を描いているため、マーカ１００の裏面１１４が平坦であると容易に脱落してしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、マーカ１００の裏面１１４に半球形状の突起部１１６ａ〜１１６ｃを設けることで、骨の突出に伴って皮膚１２０が複雑かつ立体的な曲面を描いていても、特に突起部１１６ａ〜１１６ｃ同士の間の窪んでいる部分によって好適に取り付けることが可能になっている。
【００２６】
以上のように、当該マーカ１００を用いることで、測定点として設定した被験者１０４の身体の各部位において、簡易かつ精度良く三次元位置測定器１０２による測定を行うことが可能になる。
【００２７】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態にかかる三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定の概要を示す図である。図４（ａ）は三次元位置測定用マーカ（以下、「マーカ２００」と記載）の表面側を示している。図４（ａ）に示すマーカ２００は、凸部２０２を有している点において、図２（ａ）に示したマーカ１００と異なっている。この凸部２０２は、基部２０３の表面２０１の中央から円錐状に突出している。そして、図４（ｂ）に示すように、マーカ２００もまた、基部２０３の裏面１１４に複数の突起部１１６ａ〜１１６ｃを有している。
【００２８】
図５は、図４の三次元位置測定用マーカを使用した三次元位置測定を詳細に示す図である。本実施形態のマーカ２００は凸部２０２を有しているため、衣服１１８で覆われた状態であっても位置が分かりやすい。したがって、当該マーカ２００であれば、被験者１０４が着衣姿のままであっても測定を行うことができる。このように、測定点として設定した位置に当該マーカ２００を取り付けることで、被験者１０４に抵抗感を与えることなく、簡易かつ精度良く三次元位置測定器１０２による測定を行うことが可能になる。なお、凸部２０２の形状は円錐状に限られず、例えば円柱状や多角柱状であってもよい。
【００２９】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態にかかる三次元位置測定用マーカを示す図である。図６の各図に示す三次元位置測定用マーカ（以下、「マーカ３００」と記載）は、付け外し可能な凸部３０２を有している点において、上記各実施形態と異なっている。
【００３０】
図６（ａ）に例示するように、マーカ３００は、平板形状の基部３０４を備えていて、基部３０４の表面３０６の中央には凸部３０２が取り付けられている。凸部３０２は基部３０４から円錐上に突出している。この凸部３０２は、図４（ａ）の凸部２０２と同様に、マーカ３００が衣服１１８（図４（ａ）参照）で覆われている状態であっても位置を分かりやすくさせ、プローブ１０８を接触させやすくさせる機能を有している。なお、この機能を得るための凸部３０２の形状は円錐状以外のものであってもよく、凸部３０２の形状は適宜変更可能である。
【００３１】
図６（ｂ）は、基部３０４から凸部３０２を分離させた状態のマーカ３００を示している。図６（ｂ）に示すように、凸部の根元３０８は円柱形状となっていて、その側面にはおねじ構造３１０が設けられている。一方、基部３０４の表面３０６の中央には、円柱形状に窪んだ凹部３１２が設けられている。そして、この凹部３１２の内壁には、凸部３０２の根元３０８のおねじ構造３１０にかみ合うめねじ構造３１４が設けられている。これらの構造によって、凸部３０２は基部３０４に対して簡単に付け外すことが可能となっている。そして、図６（ｃ）に示すように、マーカ３００もまた、基部３０４の裏面１１４に複数の突起部１１６ａ〜１１６ｃを有している。
【００３２】
上記構成によって、マーカ３００では、まず凸部３０２を取り付けた状態で被験者１０４に取り付けた場合は、衣服１１８で覆われた状態であっても位置を分かりやすくさせることができる。また、凸部３０２を外して凹部３１２を露出させた状態で被験者１０４に取り付けた場合は、図３の凹部３１２と同様に、凹部３１２によってプローブ１０８が接触させやすくなりかつ接触させた際のプローブ１０８が位置ずれしにくくなる。これらのように、上記構成であれば使用目的に合わせて形態を変えることができ、より簡易かつ精度良く三次元位置測定器１０２による測定を行うことが可能になる。
【００３３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、三次元位置測定器によって対象物の各部位から位置データを取得する際に、その各部位に取り付けておいて三次元位置測定器のプローブを接触させる三次元位置測定用マーカとして利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００・２００・３００  …マーカ、１０２  …三次元位置測定器、１０４  …被験者、１０６  …肩部、１０８  …プローブ、１０９・２０３・３０４  …基部、１１０・２０１・３０６  …表面、１１２・３１２  …凹部、１１４  …裏面、１１６ａ・１１６ｂ・１１６ｃ  …突起部、１１８  …衣服、１２０  …皮膚、２０２・３０２  …凸部、３０８  …根元、３１０  …おねじ構造、３１４  …めねじ構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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