(57)【要約】      （修正有）【課題】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測定マーカを提供する。【解決手段】三次元位置測定器１０２を使用して被験者１０４の身体の各部位から位置データを取得する三次元位置測定構造１００であって、三次元位置測定器１０２のプローブ１１６の先端に設けられた球形のボール部と、プローブ１１６に取り付ける長尺なジグ部材１１０と、被験者１０４の身体の各部位に取り付けられる磁性を有するマーカ部材１０６とを備える。上記のジグ部材１１０は、一端に設けられボール部と連結してボールリンクを形成するホルダ部１１２と、他端に設けられた磁性を有する球体部１１４とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元位置測定器を使用して対象物の各部位から位置データを取得する三次元位置測定構造であって、
前記三次元位置測定器のプローブの先端に設けられた球形のボール部と、
前記ボール部に取り付ける長尺なジグ部材と、
前記対象物の各部位に取り付けられる磁性を有するマーカ部材とを備え、
前記ジグ部材は、一端に設けられ前記ボール部と連結してボールリンクを形成するホルダ部と、他端に設けられた磁性を有する球体部とを有することを特徴とする三次元位置測定構造。
【請求項２】
前記マーカ部材は、表面中央に前記球体部の形状に応じて窪んだ凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の三次元位置測定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元位置測定器を使用して対象物の各部位から位置データを取得する三次元位置測定構造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考えられるため、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、被験者の動作に伴って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、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構造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構造の代表的な構成は、三次元位置測定器を使用して対象物の各部位から位置データを取得する三次元位置測定構造であって、三次元位置測定器のプローブの先端に設けられた球形のボール部と、ボール部に取り付ける長尺なジグ部材と、対象物の各部位に取り付けられる磁性を有するマーカ部材とを備え、ジグ部材は、一端に設けられボール部と連結してボールリンクを形成するホルダ部と、他端に設けられた磁性を有する球体部とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、球体部とマーカ部材とは磁力によって引き合うため、容易に接触可能である。また上記構成では、三次元位置測定器を動かして球体部を中心にした球表面の位置データ（座標値）を取得し、そこから球体部の座標を算出する。その際、マーカ部材と球体部が磁力により引き合っているため球体部の位置ずれが生じにくく、高い精度で座標値を取得することができる。したがって当該三次元位置測定構造であれば、測定点として設定した位置において、効率よく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。なお、上記の球体部とマーカ部材は、少なくともどちらか一方が磁石（例えば永久磁石）であればよい。
【００１２】
上記のマーカ部材は、表面中央に球体部の形状に応じて窪んだ凹部を有するとよい。この凹部を有することで、球体部がより接触させやすく、かつ接触させた後により位置ずれが生じにくくなる。したがって、測定をさらに簡易かつ精度良く行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、上記構成によれば、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測定マーカを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかる三次元位置測定構造の概要を示す図である。
【図２】図１のジグ部材を示す図である。
【図３】図１のマーカ部材を示す図である。
【図４】本実施形態にかかる三次元位置測定構造による三次元位置測定を詳細に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態にかかる三次元位置測定構造１００の概要を示す図である。図１（ａ）は、三次元位置測定構造１００の全体構成を示している。当該三次元位置測定構造１００は、三次元位置測定器１０２を使用して対象物の形状の三次元的な測定を行う。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る。
【００１７】
図１（ａ）では、マーカ部材１０６を被験者１０４の肩部１０８に取り付けている。このように、マーカ部材１０６は、測定点として設定した部位に取り付けて使用する。そして、マーカ部材１０６には、三次元位置測定器１０２に取り付けたジグ部材１１０が接触され、三次元位置測定器１０２によってマーカ部材１０６の位置における位置データが取得される。
【００１８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のプローブ１１６を単独で示す図である。図１（ｂ）に示すように、プローブ１１６は先端に球形のボール部１１７を有するいわゆるボールプローブである。図１（ａ）のジグ部材１１０は、このボール部１１７に連結している。
【００１９】
図２は、図１のジグ部材１１０を示す図である。図２（ａ）は、ジグ部材１１０を単独で示している。図２（ａ）に例示するように、ジグ部材１１０は長尺な形状の部材であって、一端にホルダ部１１２を有し、他端に球体部１１４を有している。
【００２０】
ホルダ部１１２は、図１（ｂ）に示した三次元位置測定器１０２のボール部１１７と連結する部位である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のホルダ部１１２を分解させた図である。図２（ｂ）に示すように、ホルダ部１１２には、樹脂製のキャップ部１１８がはめ込まれている。このキャップ１１８は、ボール部１１７（図１（ｂ）参照）を通してプローブ１１６に取り付けられた後、ホルダ部１１２へはめ込まれることでホルダ部１１２とボール部１１７とを連結させる。これにより、ホルダ部１１２とボール部１１７はボールリンクを形成し、円滑に動く関節として機能することが可能になる。
【００２１】
なお、以上説明したボールリンクの構成は例示に過ぎない。例えば、ホルダ部が多少の弾性を有するよう樹脂で構成し、そのホルダ部へボール部１１７をはめ込む構成とすれば、キャップ部は必要なくなる。このように、ホルダ部１１２とボール部１１７（図１（ｂ）参照）とがボールリンクを形成し間接として機能することができれば、本実施形態のジグ部材１１０に好適に用いることができる。
【００２２】
図２（ｂ）の球体部１１４は、材質に磁性を有する金属素材が用いられている。この球体部１１４は、図１（ａ）に示したマーカ部材１０６に接触させる部位である。球体部１１４が磁性を有し球形を描いている理由は、マーカ部材１０６に接触させやすくさせ、また接触させた際にジグ部材１１０を円滑に傾けられるようにするためである。
【００２３】
図３は、図１のマーカ部材１０６を示す図である。図３（ａ）は、マーカ部材１０６の拡大図である。図１に示すように、マーカ部材１０６は円板形状であって、被験者の１０４の皮膚に粘着テープ等で取り付けることができる。マーカ部材１０６は、材質に磁性を有する金属素材が用いられていて、磁力を有している。この構成によって、マーカ部材１０６と球体部１１４（図２（ａ）等参照）とは磁力によって引き合い、互いに接触させやすい構成となっている。
【００２４】
なお、マーカ部材１０６と球体部１１４とは磁力によって引き合う構成であればよく、どちらか一方のみが磁石であってもよい。また、互いに磁石となっている構成である場合は、それぞれの対向する部位が互いに異なる磁極を有すると好適であることは言うまでもない。
【００２５】
マーカ部材１０６は、表面１２８の中央に凹部１３０を有している。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ｂ）に示すように、マーカ部材１０６の凹部１３０は、曲面１３２を描いて窪んでいる。この曲面１３２は、図２（ａ）等に示した球体部１１４の形状に応じたものである。このような凹部１３０を有することで、球体部１１４がより接触しやすくなり、かつ接触した後に球体部１１４の位置ずれがより生じにくくなる。
【００２６】
マーカ部材１０６は、凹部１３０やその中央付近に磁極を有する構成としてもよい。例えば、円筒状の磁石を用いて凹部とし、その周囲の部位を合成樹脂等で形成した構成としてもよい。また、ラジアル着磁で着磁したリング型磁石を利用した構成としてもよい。
【００２７】
図４は、本実施形態にかかる三次元位置測定構造１００による三次元位置測定を詳細に示す図である。図４に示すように、当該三次元位置測定構造１００は、ジグ部材１１０を介して三次元位置測定器１０２をマーカ部材１０６に接触させ、そのマーカ部材１０６の位置における位置データを取得する。詳細には、三次元位置測定器１０２はボール部１１７の中心における座標値を取得する構成であって、三次元位置測定装置１０２を動かすことで球体部１１４を中心にした球表面（軌跡Ｒ１）の座標値を取得する。そして、取得した座標値からジグ部材１１０の形状等を考慮して、マーカ部材１０６と接触した皮膚表面の中心座標を算出する（例えば３箇所で測定を行い、各測定位置がなす三角形から皮膚表面への垂線を算出する方法などが考えられる。）。このようにして被験者１０４の身体の各測定点における座標を算出し、被験者１０４の身体の三次元的な測定を行う。
【００２８】
なお、マーカ部材１０６の変形例として、一つのマーカ部材に複数の凹部を設けた構成としてもよい。例えば３つの凹部を設けて、各凹部に球体部１１４を接触させて測定を行い、３つの座標値から皮膚表面への垂線を算出する構成も実現可能である。
【００２９】
以上説明したように、当該三次元位置測定構造１００によれば、球体部１１４とマーカ部材１０６とが磁力によって引き合うため、例えばマーカ部材１０６が衣服１３４に覆われていてもマーカ部材１０６と球体部１１４とは容易に接触可能となっている。また、磁力により引き合っていることで、マーカ部材１０６と球体部１１４とは接触した後において位置ずれが生じにくい。これらによって当該三次元位置測定構造１００は、測定点として設定したマーカ部材１０６の位置において、効率よく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となっている。
【００３０】
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】
【００３１】
本発明は、三次元位置測定器を使用して対象物の各部位から位置データを取得する三次元位置測定構造として利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１００  …三次元位置測定構造、１０２  …三次元位置測定器、１０４  …被験者、１０６  …マーカ部材、１０８  …肩部、１１０  …ジグ部材、１１２  …ホルダ部、１１４  …球体部、１１６  …プローブ、１１７  …ボール部、１１８  …キャップ部、１２８  …表面、１３０  …凹部、１３２  …曲面、１３４  …衣服、Ｒ１   …軌跡
【図１】
2013053947.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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