株式会社HALデザイン研究所 OpenPoseを活用した人の関節点のマーカーレス３次元計測

最終更新日：2021-11-16 16:53:09.0
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OpenPoseにより計測できる２次元の関節点データを用いて、マーカーレスで、３次元データを求める方法をご紹介します。

【OpenPoseとは】
カーネギーメロン大学（CMU）の Zhe Caoらが開発した深層学習を用いて人物のポーズを可視化してくれる手法です。具体的には、静止画を入力するだけで人間の関節点を検出することが可能です。つまり、関節の位置を点で表示させると膝の角度だったり、肘の曲げ具合がわかりやすくなると言われています。しかしながら、それ等はあくまでも2次元データで奥行きは加味されていません。
【２次元から３次元への展開】
　弊社保有のキャリブレーション技術を用いることにより、マーカーレスで人の３次元体表面点群データを得ることができます。そして、そのデータにOpenPoseから求めた２次元の関節点座標を適用し、３次元の関節点座標を求めることができます。
【カメラ台数と計測精度】
・３台の場合　全身の体表面点群データを計測できるので正確な関節点座標を求めることができます
・２台の場合　全身の体表面点群データを計測できないので、
・１台の場合　　詳しくは添付資料をご覧ください。

基本情報OpenPoseを活用した人の関節点のマーカーレス３次元計測

【何故、人の姿勢や動作を計るのか】
　人が普段扱うものが使いやすいか、使いにくいかは、無意識の内に姿勢や動作に現れます。さらに、その人の身体の状態の良し悪しも、やはり、姿勢や動作に現れます。従いまして、人の姿勢や動作を計ることは、ものの良し悪しや身体の状態を知る上で非常に大切なことです。
【マーカーレスで何を計るのか】
■歩行計測
　・計測項目
歩行速度、歩幅、身体の傾き（前後、左右）、頭の高さ、腕の振り角、肩や腰の回転、股関節の傾き（前後、左右）、膝の角度、足の伸展・屈曲等を計測し、
　・データの活かし方
　上記データを用いて、対象商品やサービス（リハビリやフィットネス指導等）の効果を評価することにより、それらの開発や設計に活かせます。
■動作計測（使い方）
　・計測項目
　身体の傾き（前後、左右）、腕や脚の動き、肩や腰の回転等
　・データの活かし方
　上記データを用いて、対象商品やサービス（スポーツのインストラクション等）の効果を評価することにより、それらの開発や設計に活かせます。具体的には個々の使用例をご参照ください。

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用途／実績例	【人間工学による評価技術】　個々の商品やサービスを評価するのではなく、それを使う人の様々な特性に照らして、評価します。例えば、手で使うものと言えば、剃刀、食品ラップ、食品容器、シンク（吐水口等を含む）、掃除機、自動車等のハンドル等が有ります。このような「モノの良し悪し」は無意識のうちに姿勢や動作や現れます。【生活工学による評価技術】　「人とモノやサービス」の関係に関する研究を行う人間工学に対して、「生活とモノやサービス」の関係に関する研究を生活工学とします。生活工学の重要な役割は、人が生活のいろいろな場面において、どのような行動を行うのか、行わないかを知ることです。その結果から、人の未充足なニーズを発見できます。【マーカーレスによる人の姿勢・動作の計測】　人間工学にとっても生活工学にとっても、人の姿勢や動作を、マーカーを付けずに、手軽に、しかも無意識のうちに計測することは、人とモノやサービスとの適合性を判断し、また、未充足なニーズを知る上で大切なことだと思います。詳細につきましては、マーカーレス三次元動作解析システム『アナキンシステム』（人間・生活工学、コンサル）をご参照ください。