フォトリフレクタアレイを用いた足の傾斜角度推定手法の提案

新島 有信  渡部 智樹  山田 智広  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J101-D   No.10   pp.1388-1396
発行日: 2018/10/01
Online ISSN: 1881-0225
DOI: 10.14923/transinfj.2017LIP0006
論文種別: 特集論文 (ライフインテリジェンスとオフィス情報システム論文特集)
専門分野: ライフログ
キーワード: 
足の傾斜角度,  フォトリフレクタアレイ,  歩行支援装置,  ノンパラメトリック回帰モデル,  

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あらまし: 
本論文は,電気的筋肉刺激を用いた歩行支援装置のための,フォトリフレクタアレイを用いて足の傾斜角度を推定する手法を提案する.提案手法では,下腿部に装着したフォトリフレクタアレイにより前脛骨筋と腓腹筋と腓骨筋の形状を計測する.歩行中の足首の動きに応じてそれらの筋肉の形状は変化することに着目し,回帰モデルを用いてフォトリフレクタのセンサデータから足の傾斜角度の推定を行う.本論文では,回帰モデルとして4種類のノンパラメトリック回帰モデル(サポートベクターマシン回帰,ガウス過程回帰,ランダムフォレスト回帰,決定木回帰)を選択した.被験者9名で実験を実施し,歩行中の足の傾斜角度に関して,提案手法による推定値と靴に装着した高精度慣性センサによる計測値を比較した.実験結果より,ガウス過程回帰モデルが最も高精度であり,平均2乗誤差4.7°,ピアソンの相関係数0.97で推定可能であった.