JP7663129B2 - Speed estimation method, speed estimation device, speed estimation system, and computer program - Google Patents
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Description
本開示は、速度推定方法、速度推定装置、速度推定システム及びコンピュータプログラムに関する。 The present disclosure relates to a speed estimation method, a speed estimation device, a speed estimation system, and a computer program.
近年、ペットの増加・高寿命化に伴い、ペットの日々の健康状態・運動量を把握するアニマルヘルスケアが注目されている。In recent years, with the increase in the number of pets and their longer lifespans, animal healthcare, which involves understanding a pet's daily health condition and amount of exercise, has been attracting attention.
特許文献1には、歩行者の加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサから出力された加速度データを演算して演算結果を出力する演算部と、加速度データ及び演算結果を記憶する記憶部と、演算結果を表示する表示部と、を有してなり、前記加速度データから導出された周期と振幅を用いて、歩行者の歩行ピッチ、歩幅と歩行速度を演算部にて算出して、表示部に表示することを特徴とする歩行計が記載される。
特許文献2には動物に固定され、当該動物の前後方向であるX方向、左右方向であるY方向、上下方向であるZ方向の加速度信号(Gx,Gy,Gz)を検出する3次元の加速度センサと、前記加速度センサからの加速度信号を蓄積する記憶部と、前記加速度信号に基づいて、Z方向に対するXY面のX軸を中心とした左右傾き角θx、および、Y軸を中心とした前後傾き角θyを算出する傾き角算出部と、前記XY面の左右傾き角θx、および、前記XY面の前後傾き角θyを、画面上に二次元グラフィックで表示する傾き角二次元表示制御部とを備えたことを特徴とする動物活動計測装置が記載される。
いずれの文献にも四足歩行の動物の歩行速度を推定することは記載されておらず、例えば、歩行速度から四足歩行の動物の運動量を把握することが望まれる。本開示は、四足歩行の動物の歩行速度を推定することのできる速度推定方法、速度推定装置、速度推定システム及びコンピュータプログラムを提供する。None of the documents describe estimating the walking speed of a quadrupedal animal, and it is desirable to understand the amount of momentum of a quadrupedal animal from its walking speed, for example. The present disclosure provides a speed estimation method, a speed estimation device, a speed estimation system, and a computer program capable of estimating the walking speed of a quadrupedal animal.
本開示の速度推定方法は、四足歩行の動物の歩行速度を推定する速度推定方法であって、動物の身体に取り付けられた加速度センサから取得する加速度を用いて動物の歩行周期を求め、予め規定される動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した動物の体格を表す所定部位のサイズおよび加速度から求めた歩行周期から、動物の歩行速度を推定する。The speed estimation method disclosed herein is a speed estimation method for estimating the walking speed of a quadrupedal animal, which determines the animal's walking period using acceleration obtained from an acceleration sensor attached to the animal's body, and estimates the animal's walking speed from the walking period determined from the size of a specific part of the animal's physique and the acceleration, using a relationship between the walking period and the size and acceleration of a specific part of the animal's physique that is predefined and represents the animal's physique.
本開示の速度推定装置は、四足歩行の動物の歩行速度を推定する速度推定装置であって、演算装置を備え、演算装置は、動物の身体に取り付けられた加速度センサから取得する加速度を用いて動物の歩行周期を求め、予め規定される動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した動物の体格を表す所定部位のサイズおよび加速度から求めた歩行周期から、動物の歩行速度を推定する。The speed estimation device disclosed herein is a speed estimation device that estimates the walking speed of a quadrupedal animal, and includes a calculation device, which determines the animal's walking period using acceleration obtained from an acceleration sensor attached to the animal's body, and estimates the animal's walking speed from the walking period determined from the size of a specific part of the animal's physique and the acceleration, using a relationship between the walking period and the size and acceleration of a specific part of the animal's physique that is predefined and the walking speed.
本開示の速度推定システムは、四足歩行の動物の歩行速度を推定する速度推定システムであって、動物に取り付けられ、動物の動きを検出する加速度センサと、加速度センサで検出された加速度を送信する通信装置と、を有する計測装置と、演算装置を含む速度推定装置とを含み、演算装置は、計測装置から取得する加速度を用いて動物の歩行周期を求め、予め規定される動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した動物の体格を表す所定部位のサイズおよび加速度から求めた歩行周期から、動物の歩行速度を推定する。The speed estimation system disclosed herein is a speed estimation system for estimating the walking speed of a quadrupedal animal, and includes a measuring device having an acceleration sensor attached to the animal and detecting the animal's movement, and a communication device for transmitting the acceleration detected by the acceleration sensor, and a speed estimation device including a calculation device, and the calculation device determines the animal's walking period using the acceleration obtained from the measuring device, and estimates the animal's walking speed from the walking period determined from the size of a specific part of the animal's physique and the acceleration obtained using a relationship between the walking period and the size and acceleration of a specific part of the animal's physique that is predetermined and the walking speed.
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、及びコンピュータプログラム、並びに、それらの組み合わせにより、実現されてもよい。These general and specific aspects may be realized by systems, methods, and computer programs, as well as combinations thereof.
本開示の速度推定方法、速度推定装置、速度推定システム及びコンピュータプログラムによれば、四足歩行の動物の歩行速度を推定することができるので、例えば歩行速度から四足歩行の動物の運動量を把握することができる。 The speed estimation method, speed estimation device, speed estimation system, and computer program disclosed herein make it possible to estimate the walking speed of a quadrupedal animal, and therefore, for example, to grasp the amount of momentum of the quadrupedal animal from its walking speed.
以下に、図面を参照して実施形態に係る速度推定システム、速度推定装置及び速度推定方法について説明する。本開示の速度推定システム、速度推定装置及び推定方法は、四足歩行の動物の歩行速度を推定する。具体的には人間に飼育され得る四足歩行の動物であってもよい。実施形態に係る速度推定システムは、動物の運動状態として、加速度センサで得られる加速度を利用する。なお、以下の説明では、同一の構成について、同一の符号を付して説明を省略する。 Below, a speed estimation system, a speed estimation device, and a speed estimation method according to the embodiments will be described with reference to the drawings. The speed estimation system, the speed estimation device, and the estimation method of the present disclosure estimate the walking speed of a quadrupedal animal. Specifically, the animal may be a quadrupedal animal that can be kept as a pet by humans. The speed estimation system according to the embodiments uses the acceleration obtained by an acceleration sensor as the motion state of the animal. Note that in the following description, the same components are denoted by the same reference symbols and description thereof will be omitted.
以下の説明では、「歩行周期」は、特に言及のない限り、右前足が着地し、その次に右前足が着地するまでの期間とすることができる。ただし、「右前足」は一例であり、四本の足のうちいずれの一本でもよい。または、「歩行周期」は、加速度センサによって得られる加速度の波形を用いて決定することができる。歩行周期の決定方法については後述するが、例えば、加速度センサで計測される加速度の波形における一の頂点から次の頂点までの期間を歩行周期としてもよい。ここで利用する加速度センサは、x軸、y軸又はz軸方向の少なくともいずれかの加速度を計測することができる。例えば、加速度の計測に、xyz軸の3軸の加速度を計測可能な3軸加速度センサを用いてもよい。または、加速度の計測に、加速度センサに代えて加速度とともにxyz軸の3軸の角速度も計測可能な6軸センサを用いてもよい。この場合、加速度及び角速度を利用して歩行周期を決定する。In the following description, unless otherwise specified, the "walking cycle" can be the period from when the right front paw lands to when the next right front paw lands. However, the "right front paw" is just one example, and can be any one of the four paws. Alternatively, the "walking cycle" can be determined using the waveform of acceleration obtained by an acceleration sensor. A method for determining the walking cycle will be described later, but for example, the walking cycle can be the period from one peak to the next peak in the waveform of acceleration measured by the acceleration sensor. The acceleration sensor used here can measure at least one of the accelerations in the x-axis, y-axis, or z-axis directions. For example, a three-axis acceleration sensor capable of measuring acceleration in three axes, x, y, and z, can be used to measure the acceleration. Alternatively, a six-axis sensor capable of measuring angular velocity in three axes, x, y, and z, can be used instead of the acceleration sensor to measure the acceleration. In this case, the walking cycle is determined using the acceleration and angular velocity.
〈速度推定システム〉
図1に示すように、実施形態に係る速度推定システム1は、動物に取り付けられる動物の運動時の状態を表す加速度を計測する計測装置10を含む。また、速度推定システム1は、動物の飼い主等のユーザに保有される速度推定装置20を含む。速度推定装置20は、動物のサイズを受け付けて登録する処理と、計測装置で計測された加速度から動物の歩行周期を求める処理と、動物のサイズ及び歩行周期から歩行速度を推定する処理とを実行する。計測装置10と速度推定装置20とは、ネットワークを介して接続可能に構成される。以下では、動物は犬であって、犬の散歩中の運動状態を加速度センサで計測し、その運動状態に応じて歩行速度を推定する一例で説明する。
Speed Estimation System
As shown in FIG. 1, a
〈計測装置〉
計測装置10は、上述したように歩行速度の推定対象となる動物である犬に取り付けられる装置であり、図2に一例を示すように、計測装置10は、加速度センサ11、記憶装置12、通信装置13及び演算装置14を備える。この計測装置10は、例えば、歩行速度の推定の対象の犬の散歩で利用される「リード」、「首輪」、「ハーネス」等に取り付けることができる。ここで、「リード」とは、散歩の際に人と犬を繋ぐ紐である。「首輪」は、犬の首周りに装着される輪である。例えば、この首輪は、リードを付けることが可能に形成されてもよい。「ハーネス」は、犬の胴に装着されるいわゆる胴輪である。この胴輪には、リードを取り付けることが可能に形成されてもよい。一般的には、犬の散歩の際にはリードの一端が首輪またはハーネスの少なくともいずれかに取り付けられ、他端が飼い主等の人間に保持される。
<Measuring Equipment>
The
ここで、仮にリードに計測装置10を取り付けた場合には、首輪やハーネスと比較して犬の動き以外が原因となる動きが大きいため、加速度センサ11によって計測される動物の運動状態にブレが生じることが考えられる。したがって、計測装置10は、リードよりも犬に密着し、犬の動き以外の影響を受けにくい首輪やハーネスに取り付けられてもよい。首輪やハーネスに計測装置10を取り付けた場合、ブレが生じることを低減することができる。また、計測装置は、ハーネスに取り付けられてもよい。ハーネスの場合、胴に密着して、回転する恐れを低減することができる。さらに、計測装置10は、動物の背骨に沿った位置に取り付けられてもよい。例えば、計測装置10のうち特に加速度センサ11の位置が、犬の背骨に沿った位置に配置されるようにハーネスに取り付けられてもよい。Here, if the
加速度センサ11は、動物の進行方向、進行方向に対して設定される左右方向、及び/又は、進行方向に対して設定される上下方向の速度の変化率の少なくともいずれかを取得する。ここでは、図3A及び図3Bに示すように、犬が前方に進むとしたとき、進行方向をy軸方向、進行方向であるy軸に対して左右方向をx軸方向、進行方向であるy軸に対して上下方向をz軸方向とする。また、加速度センサ11は、xyz軸の3軸の加速度を計測可能な3軸加速度センサであってもよい。なお、上述したように、加速度センサ11に代えて、xyz軸の3軸の加速度と、xyz軸の3軸の角速度を計測可能な6軸センサを利用してもよい。また、加速度センサ11または角速度センサの軸を補正するため、計測装置10は、3軸の地磁気センサを有してもよい。The
記憶装置12は、種々の情報を記録する記録媒体である。記憶装置12は、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、SSD(Solid State Drive)、ハードディスクドライブ、その他の記憶デバイス又はそれらを適宜組み合わせて実現される。記憶装置12は、演算装置14が実行するコンピュータプログラムである計測プログラムP1と、加速度及び速度の計測によって得られた計測データD1等の種々のデータ等が格納される。The
通信装置13は、外部の装置(例えば、速度推定装置20)とのデータ通信を可能とする。通信装置13は、所定のタイミングで、記憶装置12で記憶する計測データを速度推定装置20に送信する。所定のタイミングとは、例えば、犬の散歩中の定期的なタイミングであってもよいし、犬の散歩が終了したタイミングであってもよい。上述したデータ通信は、無線または有線による公知の通信規格にしたがって行われ得る。通信装置13は、犬の散歩中にデータ通信を行う場合、無線通信であってもよい。通信装置13は、例えば、Bluetooth(登録商標)規格の通信を行うことが可能な通信回路を採用してもよい。The
演算装置14は、計測装置10全体の制御を司るコントローラである。演算装置14は、記憶装置12に記憶される計測プログラムP1を実行することにより、加速度センサ11による加速度の計測、計測データの記憶、及び計測データの送信等の処理を実行する。演算装置14は、CPU、MPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等、種々のプロセッサであってもよい。また、演算装置14は、所定の機能を実現する専用に設計されたハードウェア回路でもよい。The
〈速度推定装置〉
速度推定装置20は、図4のブロック図に示すように、入力装置21と、出力装置22と、通信装置23と、演算装置24と、記憶装置25を備え、ユーザに保有されるパーソナルコンピュータや携帯端末等の情報処理装置によって実現される。
<Speed Estimation Device>
As shown in the block diagram of Figure 4, the
入力装置21は、操作やデータの入力に利用される操作ボタン、キーボード、マウス、タッチパネル、マイクロフォン等である。出力装置22は、処理結果やデータの出力に利用されるディスプレイ、スピーカ等である。The
通信装置23は、計測装置10や他の外部の装置(図示せず)とのデータ通信を可能とする。上述したデータ通信は、公知の通信規格にしたがって行われ得る。例えば、速度推定装置20は、通信装置23として、有線によるデータ通信を可能とする回路と、無線によるデータ通信を可能とする回路との異なる通信規格に従う複数の回路を含んでもよい。例えば、有線によるデータ通信は、イーサネット(登録商標)規格、および/またはUSB(登録商標)規格等に準拠して動作する半導体集積回路の通信コントローラを通信装置23として用いることによって行われる。また無線によるデータ通信は、LAN(Local Area Network)に関するIEEE802.11規格、および/または移動体通信に関する、いわゆる4G/5Gと呼ばれる、第4世代/第5世代移動通信システム等に準拠して動作する半導体集積回路の通信コントローラを通信装置23として用いることによって行われる。The
記憶装置25は種々の情報を記録する記録媒体である。記憶装置25は、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、SSD(Solid State Drive)、ハードディスクドライブ、その他の記憶デバイス又はそれらを適宜組み合わせて実現される。記憶装置25は、演算装置24が実行するコンピュータプログラムである推定プログラムP2と、対応モデルD2と、サイズデータD3と、蓄積データD4と、移動平均データD5とを記憶する。The
対応モデルD2は、動物の体格を表す所定部位のサイズと、当該サイズの動物の歩行周期と、当該動物の歩行速度との関係を示すモデルである。この対応モデルD2は、予め、所定部位のサイズが測定された複数の動物について、所定の歩行速度の際の歩行周期を測定して得られたモデルである。対応モデルD2を用いることで、動物の所定部位のサイズ及び歩行周期に基づいて、歩行速度を推定することができる。例えば、対応モデルD2は、犬の体格を表す所定部位のサイズ及び当該サイズである犬の散歩時に計測された歩行周期から、当該散歩時の歩行速度を導く数式であってもよい。また例えば、対応モデルD2は、所定部位のサイズの範囲と、所定サイズが該当の範囲である犬の歩行周期と、当該歩行時の歩行速度との関係を規定するテーブルであってもよい。体格を表す所定部位のサイズとは、例えば、体長、体高、前肢の長さ又は後肢の長さの少なくともいずれかとすることができる。ここで、動物の「体長」は、胸からお尻の先端までの長さをいう。「体高」は、動物が四足で立っている場合の地面から背中までの高さをいう。「前肢の長さ」は、動物が四足で立っている場合の地面から前脚の付け根までの高さをいう。「後肢の長さ」は、動物が四足で立っている場合の地面から後ろ脚の付け根までの高さをいう。The corresponding model D2 is a model showing the relationship between the size of a specific part of an animal's physique, the walking cycle of an animal of that size, and the walking speed of the animal. This corresponding model D2 is a model obtained by measuring the walking cycle at a specific walking speed for multiple animals whose sizes of specific parts have been measured in advance. By using the corresponding model D2, the walking speed can be estimated based on the size of a specific part of an animal and the walking cycle. For example, the corresponding model D2 may be a formula that derives the walking speed during a walk from the size of a specific part of a dog's physique and the walking cycle measured during a walk of a dog of that size. Also, for example, the corresponding model D2 may be a table that specifies the relationship between the range of the size of a specific part, the walking cycle of a dog whose specified size is in the corresponding range, and the walking speed during the walk. The size of a specific part that represents the physique can be, for example, at least one of the body length, body height, length of the forelimbs, or length of the hind limbs. Here, the "body length" of an animal refers to the length from the chest to the tip of the buttocks. The "body height" refers to the height from the ground to the back when the animal is standing on all four legs. "Forelimb length" refers to the height from the ground to the base of the front legs when the animal is standing on all fours. "Hind limb length" refers to the height from the ground to the base of the hind legs when the animal is standing on all fours.
例えば、体高が同程度である犬については、前肢の長さ及び後肢の長さも同程度となり、体長も同程度となる。そして、体高が同程度である犬については、犬種に限らず、同一の歩行速度であるとき、同程度の歩行周期となる。したがって、犬の体格を表す所定部位のサイズおよび歩行周期から当該条件での歩行速度を推定可能である。表1は、複数の犬に加速度センサを取り付け、時速3kmのトレッドミル上で歩行させた場合と、時速4kmのトレッドミル上で歩行させた場合の、体長、体高及び前肢の長さそれぞれと歩行周期との相関係数の比較である。これによると、時速4kmの場合、体長、体高及び前肢の長さの全てにおいて、歩行周期との相関が極めて高い。また、時速3kmの場合、体長と歩行周期との相関が最も高い。したがって、体格を表す所定部位のサイズ及び歩行周期から、歩行速度を推定する場合、体格を表す所定部位のサイズとして、体長を用いてもよい。
図5Aは、犬の体長と歩行周期との相関を表すグラフである。図5Aにおいては、横軸を体長とし、縦軸を歩行周期とする。図5Aの直線L1は、複数の犬(体長の異なる3匹の犬)に加速度センサが取り付けられたハーネスを着用させて、時速3kmのトレッドミル上で歩行させた場合に測定した歩行周期と各体長の関係を示す。また、直線L2は、同一の複数の犬を時速4kmのトレッドミル上で歩行させた場合に測定した歩行周期と体長の関係を示す。具体的には、図5Aの各直線L1,L2は、3匹の犬の体長と歩行周期との関係をプロットし、これらの点を元に、最小二乗法等で求めた回帰直線である。図5Aの例では、直線L1と実際の結果との相関係数は0.9323であり、直線L2と実際の結果との相関係数は0.9494とそれぞれ高い値となっている。したがって、この図5Aに示す直線L1及びL2にあるように、犬の体格を表す所定部位のサイズから、犬の所定の歩行速度の歩行周期を理論的に求めることができる。 Figure 5A is a graph showing the correlation between the body length and the walking cycle of a dog. In Figure 5A, the horizontal axis is the body length, and the vertical axis is the walking cycle. Line L1 in Figure 5A shows the relationship between the walking cycle and each body length measured when multiple dogs (three dogs with different body lengths) are made to wear harnesses equipped with acceleration sensors and walk on a treadmill at a speed of 3 km/h. Line L2 shows the relationship between the walking cycle and the body length measured when the same multiple dogs are made to walk on a treadmill at a speed of 4 km/h. Specifically, each line L1 and L2 in Figure 5A is a regression line obtained by plotting the relationship between the body length and walking cycle of three dogs and using the least squares method or the like based on these points. In the example of Figure 5A, the correlation coefficient between line L1 and the actual result is 0.9323, and the correlation coefficient between line L2 and the actual result is 0.9494, both of which are high values. Therefore, as shown by the straight lines L1 and L2 in FIG. 5A, the walking cycle of a dog at a given walking speed can be theoretically obtained from the sizes of given parts that represent the dog's physique.
図5Bは、ある犬に対して、図5Aに示すような犬の所定部位のサイズから犬の歩行速度の歩行周期を求める理論上の関係から求めた歩行速度に応じた歩行周期の関係を示す直線L3を示すグラフである。図5Bは、横軸を歩行速度とし、縦軸を歩行周期とする。また、図5Bの直線L3は、その犬を時速2km、3km、4km及び5kmのトレッドミル上で歩行させた場合に実際に測定した歩行周期をプロットし、これらの点を元に、求めた回帰直線である。図5Aの例では、直線L3と実際の測定結果との相関係数も0.9797と高い値となっている。したがって、対応モデルD2においては、図5A及び図5Bにおいて上述したような対応関係を規定する。 Figure 5B is a graph showing a line L3 indicating the relationship of the walking period according to the walking speed obtained from the theoretical relationship for obtaining the walking period of the dog's walking speed from the size of a specific part of the dog as shown in Figure 5A for a certain dog. In Figure 5B, the horizontal axis is the walking speed and the vertical axis is the walking period. Also, the line L3 in Figure 5B is a regression line obtained based on the points plotted for the walking period actually measured when the dog is made to walk on a treadmill at speeds of 2 km, 3 km, 4 km, and 5 km per hour. In the example of Figure 5A, the correlation coefficient between the line L3 and the actual measurement results is also a high value of 0.9797. Therefore, in the correspondence model D2, the correspondence relationship as described above in Figures 5A and 5B is specified.
このとき、図5A及び図5Bで一例を示した対応モデルD2は、体長と体高の比率、体長と前肢の長さの比率、又は、体長と後肢の長さの比率の少なくともいずれかが所定の範囲内の犬に関するモデルとすることができる。例えば、犬には複数の種類があり、その大部分で、体長と体高の比率、体長と前肢又は後肢の長さの比率が所定の範囲内になる。例えば、大きさで大型犬、中型犬及び小型犬等と分類されることもあるが、それらの大きさにかかわらず、大部分の種類の犬については、前述の各比率が所定の範囲となる傾向がある。そして、これらの条件に当てはまる犬については、体格を表す所定部位のサイズ毎に、歩行速度及び歩行周期の関係も所定範囲内に収まる傾向にあるため、体格を表す所定部位のサイズ及び歩行周期から歩行速度を導くことができる。 In this case, the corresponding model D2, an example of which is shown in FIG. 5A and FIG. 5B, can be a model for a dog in which at least one of the ratio of body length to body height, the ratio of body length to front leg length, or the ratio of body length to rear leg length is within a predetermined range. For example, there are multiple types of dogs, and for the majority of them, the ratio of body length to body height, and the ratio of body length to front leg or rear leg length are within a predetermined range. For example, dogs may be classified into large dogs, medium dogs, and small dogs by size, but regardless of their size, for most types of dogs, the above-mentioned ratios tend to be within a predetermined range. For dogs that meet these conditions, the relationship between walking speed and walking cycle tends to fall within a predetermined range for each size of a specific part that represents the physique, so that the walking speed can be derived from the size of a specific part that represents the physique and the walking cycle.
一方で、体格を表す所定部位のサイズが所定の範囲外である犬については、図5A及び図5Bを用いて上述した対応モデルD2を用いて、所定部位のサイズ及び歩行周期に応じた歩行速度を導くことが困難である。例えば、ダックスフンドやコーギー等は、いわゆる、短足犬種と呼ばれ、他の種類の犬と比較すると、体長に対して脚の長さが短い。このような体格を表す所定部位のサイズの比率が大部分の種類の犬と異なる場合、体長等のサイズ及び歩行周期に応じた歩行速度を求めようとしても、他の大部分の種類の犬と同様の基準と同様に求めることは困難である。したがって、対応モデルD2は、所定の条件が設定されたグループ毎に定めることができる。On the other hand, for dogs whose size of a specific body part representing the physique is outside a specific range, it is difficult to derive a walking speed corresponding to the size of the specific body part and the walking cycle using the correspondence model D2 described above with reference to Figures 5A and 5B. For example, dachshunds, corgis, etc. are so-called short-legged dog breeds, and compared to other types of dogs, the length of their legs is short relative to their body length. If the ratio of the size of the specific body part representing such a physique is different from that of most types of dogs, it is difficult to obtain a walking speed corresponding to the size of the body length, etc. and the walking cycle in the same manner as most other types of dogs. Therefore, the correspondence model D2 can be determined for each group for which a specific condition is set.
図5Cは、図5Bに示した直線L3に加え、いわゆる短足犬種の歩行速度に応じた歩行周期の関係を示す直線L4を含む。具体的には、図5Bにも示した直線L3は、短足犬種ではない一般的な犬の一例として選択されたトイプードルの歩行速度と歩行周期とから導かれた関係を示す。これに対し、直線L4は、短足犬種の一例として選択されたダックスフンドの歩行速度と歩行周期とから導かれた関係を示す。具体的には、一匹のダックスフンドを、時速2.5km、4km及び4.5kmのトレッドミル上で歩行させた場合に実際に測定した歩行周期をプロットし、プロットした点をもとに直線L3と同様の手法で求めた直線である。図5Cに示す例でも、直線L4と実際の測定結果との相関係数は0.9589であり、高い値となっている。したがって、短足犬種以外の犬の場合には、直線L3を用いて歩行速度を求め、短足犬種の場合には、直線L4を用いて歩行速度を求めることで、犬の体格に応じて正確に歩行速度を求めることができる。 In addition to the straight line L3 shown in FIG. 5B, FIG. 5C includes a straight line L4 showing the relationship between the walking period and the walking speed of a so-called short-legged dog breed. Specifically, the straight line L3 also shown in FIG. 5B shows the relationship derived from the walking speed and walking period of a toy poodle, which was selected as an example of a general dog that is not a short-legged dog breed. In contrast, the straight line L4 shows the relationship derived from the walking speed and walking period of a dachshund, which was selected as an example of a short-legged dog breed. Specifically, the walking period actually measured when a dachshund was made to walk on a treadmill at speeds of 2.5 km/h, 4 km/h, and 4.5 km/h was plotted, and the straight line was obtained by a method similar to that of the straight line L3 based on the plotted points. In the example shown in FIG. 5C, the correlation coefficient between the straight line L4 and the actual measurement result is 0.9589, which is a high value. Therefore, in the case of a dog other than a short-legged dog breed, the walking speed is obtained using the straight line L3, and in the case of a short-legged dog breed, the walking speed is obtained using the straight line L4, so that the walking speed can be accurately obtained according to the physique of the dog.
なお、上述の表1及び図5Bは、動物の体格を表す所定部位のサイズを用いる一例を示した。また、図5Cは、ダックスフンド等の体長に対して脚の長さが短い、いわゆる短足犬種と、短足犬種以外のトイプードル等の体長と脚の長さの比率が一般的な犬との2種類に分ける一例を示した。しかしながら、所定部位のサイズを用いる方法、又は、短足犬種と短足犬種以外で分ける以外の方法を用いてもよい。例えば、より細かく犬種毎に生成された対応モデルD2を用いてもよい。また例えば、いくつかの犬種を含むグループ毎に生成された対応モデルD2を用いてもよい。 Table 1 and FIG. 5B above show an example of using the size of a specific part to represent the animal's physique. FIG. 5C shows an example of dividing the dog into two types: so-called short-legged dog breeds, such as dachshunds, whose legs are short relative to their body length, and other dogs, such as toy poodles, whose body length to leg length ratio is normal. However, methods other than using the size of a specific part or dividing the dog into short-legged dog breeds and other than short-legged dog breeds may also be used. For example, a corresponding model D2 generated for each dog breed in more detail may be used. Also, for example, a corresponding model D2 generated for each group including several dog breeds may be used.
サイズデータD3は、入力装置21を介して入力された歩行速度の推定の対象となる犬の体格を表す所定部位のサイズデータである。
The size data D3 is size data of a specific part representing the physique of the dog whose walking speed is to be estimated, input via the
蓄積データD4は、計測装置10から受信する計測データD1を蓄積したデータである。この蓄積データD4は、加速度及び速度と、これらが計測された時刻とを関連付けるデータである。図6は、蓄積データD4が含む加速度を示す波形の一例である。図6においては、横軸を時間とし、縦軸をセンサ強度とする。また、図6に示す蓄積データD4の波形は、X軸、Y軸及びZ軸の全ての加速度[0.1mG]を含む一例である。The accumulated data D4 is data that accumulates the measurement data D1 received from the measuring
移動平均データD5は、蓄積データD4が示す波形が移動平均して得られたデータである。例えば、図7Aは、図6に示す波形を、3区間で移動平均して得られた波形の一例である。ここで、「区間」は、データに周期性がある場合の一定時間をいう。図7Aの例では、1区間は、2.5秒である。つまり、0から2.5秒で1区間目のデータ、2.5~5秒で2区間目のデータ、5~7.5秒で3区間目のデータが得られる。3区間の移動平均は、それぞれ2.5秒のデータとして平均したことを意味する。なお、1区間の2.5秒は一例であって、1区間目のスタートと2区間目のスタートが同じ位相にあるような区間の切り分けが理想である。また、図7Bは、図6に示す波形を、8区間で移動平均して得られた波形の一例である。 The moving average data D5 is data obtained by moving average of the waveform shown by the accumulated data D4. For example, FIG. 7A is an example of a waveform obtained by moving average of the waveform shown in FIG. 6 over three intervals. Here, "interval" refers to a certain time when the data has periodicity. In the example of FIG. 7A, one interval is 2.5 seconds. That is, the data of the first interval is obtained from 0 to 2.5 seconds, the data of the second interval is obtained from 2.5 to 5 seconds, and the data of the third interval is obtained from 5 to 7.5 seconds. The moving average of three intervals means that each is averaged as 2.5 seconds of data. Note that the 2.5 seconds of one interval is just an example, and it is ideal to divide the intervals so that the start of the first interval and the start of the second interval are in the same phase. Also, FIG. 7B is an example of a waveform obtained by moving average of the waveform shown in FIG. 6 over eight intervals.
演算装置24は、速度推定装置20全体の制御を司るコントローラである。演算装置24は、記憶装置25に記憶される推定プログラムP2を実行することにより、対象の動物の歩行速度を推定する一連の処理を実行する。演算装置24は、CPU、MPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等、種々のプロセッサであってもよい。また、演算装置24は、所定の機能を実現する専用に設計されたハードウェア回路でもよい。The
《サイズデータの登録》
演算装置24は、犬の体格を表す所定部位のサイズを取得し、記憶装置25にサイズデータD3を登録する。例えば、ユーザは、速度推定装置20の利用を開始する初期設定のタイミングで、入力装置21を介して、犬の体格を表す所定部位のサイズを示すサイズデータD3を入力する。なお、成長した犬については、通常、所定部位のサイズが大きく変化することはない。したがって、演算装置24は、初期設定のタイミングで入力されたサイズデータD3を一度登録すると、このサイズデータD3を後の歩行速度の推定で記憶装置25から取得、具体的には読出しし、使用することができる。
<Registering size data>
The
《歩行周期の算出》
演算装置24は、動物の身体に取り付けられた加速度センサ11から取得する加速度を用いて、動物の歩行周期を求める。例えば、演算装置24が求める歩行周期は、加速度センサ11で得られた加速度を表す波形のうち隣接する頂点間の期間とすることができる。具体的には、演算装置24は、計測装置10から計測データD1を取得すると、加速度を表す波形を生成し、蓄積データD4として蓄積する。また、演算装置24は、蓄積データD4において表される波形から、歩行周期を求める。
Calculating walking cycle
The
このとき、演算装置24は、蓄積データD4から、加速度センサで得られた値の移動平均を求め、この加速度の移動平均で示される波形から動物の歩行周期を求めることができる。At this time, the
図8は、図7Aの波形におけるひとつの頂点(peak1)と、この頂点に隣接する頂点(peak2)とにより得られる歩行周期の一例を示す。図8において、P1は、Z軸の波形から得られる歩行周期を示す。また、P2は、X軸の波形から得られる歩行周期を示す。図8に示す例では、歩行する犬の上下方向であるZ軸方向の加速度を示す波形ではその頂点を特定しやすい。また、図8に示す例では、歩行する犬の左右方向であるX軸方向の加速度を示す波形についても、その頂点を特定しやすい。さらに、図8に示す例では、犬の進行方向(前後方向)であるY軸方向の加速度を示す波形は、変化が相対的に小さいが、各頂点の位置はZ軸方向の波形と連動する。この場合、演算装置24は、上下方向又は左右方向を示す加速度のいずれかの波形を用いることで歩行周期を特定しやすい。さらに、Y軸方向の加速度を示す波形をさらに用いることにより、Z軸方向の加速度を示す波形から、より精度よくその頂点を検出することができる。8 shows an example of a walking cycle obtained by one peak (peak 1) in the waveform of FIG. 7A and a peak (peak 2) adjacent to this peak. In FIG. 8, P1 indicates the walking cycle obtained from the waveform of the Z axis. Also, P2 indicates the walking cycle obtained from the waveform of the X axis. In the example shown in FIG. 8, the peak is easy to identify in the waveform showing the acceleration in the Z axis direction, which is the vertical direction of the walking dog. Also, in the example shown in FIG. 8, the peak is easy to identify in the waveform showing the acceleration in the X axis direction, which is the horizontal direction of the walking dog. Furthermore, in the example shown in FIG. 8, the waveform showing the acceleration in the Y axis direction, which is the dog's moving direction (front-back direction), changes relatively little, but the position of each peak is linked to the waveform in the Z axis direction. In this case, the
なお、図8では、隣接する一組の頂点から歩行周期を求める例を示すが、演算装置24は、隣接する複数組の頂点から複数の歩行周期を逐次求めることができる。具体的には、犬が歩行を継続する限り、頂点は連続して存在し、歩行周期も連続して観察される。したがって、演算装置24は、上述した方法で、各歩行周期を連続して求めることができる。
Note that while Figure 8 shows an example of determining a walking period from one set of adjacent vertices, the
《歩行速度の推定》
演算装置24は、対応モデルD2を用いて、記憶装置25に登録されるサイズデータD3と、求めた歩行周期とに応じた歩行速度を推定する。上述したように、演算装置24は、歩行周期を連続して求めることができるため、連続した歩行周期を利用して連続した歩行速度を推定することができる。ここで、図5Cを用いて上述したように、グループ毎に異なる歩行周期と歩行速度との関係が定められている場合、演算装置24は、予測の対象となる犬が属するグループに応じた対応モデルD2を用いて歩行速度を推定する。例えば、図5Cに示す例において、短足犬種以外である場合、演算装置24は、直線L3を用いて歩行速度を推定する。また、短足犬種である場合、演算装置24は、直線L4を利用して歩行速度を推定する。
《Walking speed estimation》
The
〈歩行速度推定方法〉
図9に示すフローチャートを用いて、実施形態に係る速度推定装置20において実施される歩行速度の推定方法について説明する。フローチャートの個々のステップの具体的な処理は上述したので、各ステップを簡略化して説明する。
Walking speed estimation method
A walking speed estimation method implemented in the
まず、登録時において、演算装置24は、入力装置21を介して、対象の犬の体格を表す所定部位のサイズを取得する(S01)。ここで、演算装置24は、取得した所定部位のサイズを、サイズデータD3として記憶装置に記憶させる。First, at the time of registration, the
次に、散歩時において、演算装置24は、計測装置10から加速度センサ11で得られた加速度を含む計測データD1を取得する(S02)。ここで、演算装置24は、取得した計測データD1を、蓄積する蓄積データD4として記憶装置25に記憶させる。Next, during a walk, the
また、演算装置24は、蓄積データD4を用いて、加速度の移動平均を算出する(S03)。ここで、演算装置24は、求めた移動平均を、移動平均データD5として記憶装置25に記憶させる。The
演算装置24は、ステップS03で得られた移動平均データD5を用いて、歩行周期を算出する(S04)。なお、歩行周期は、移動平均データD5を用いることで、より精度良く歩行周期を求めることが可能となるが、蓄積データD4から歩行周期を算出してもよい。その場合、ステップS03の処理は不要であり、ステップS04では、演算装置24は、蓄積データD4を用いて歩行周期を算出する。The
その後、演算装置24は、対応モデルD2を用いて、サイズデータD3のサイズと、ステップS03で得られた歩行周期とに応じた歩行速度を推定する(S05)。このとき、演算装置24は、予測の対象となる犬が属するグループに応じた対応モデルD2を用いて歩行速度を推定する。Then, the
また、演算装置24は、ステップS05の推定結果を出力する(S06)。なお、図9に示すフローチャートにおいては、ステップS02~S06の処理は散歩時に実施する例で示すが、散歩のタイミングに限られず、散歩が終了して自宅に帰宅したタイミングで実施してもよい。The
このように速度推定装置20においては、歩行時に加速度センサから得られる加速度を用いて、動物の歩行周期を求め、動物のサイズ及び歩行周期に応じて歩行速度を推定することができる。In this way, the
〈変形例1〉
図8を用いて上述した例は、歩行周期は、波形の隣接する頂点を用いて求める一例である。しかしながら、歩行周期は、この方法に限定されず、種々の方法を用いて求めることができる。例えば、演算装置24は、加速度センサ11で得られた加速度を示す波形と、当該波形のひとつのプラス側の頂点と当該プラス側の頂点と隣接するマイナス側の頂点とを結ぶ中間ラインとの複数の交点のうち、隣接する複数の交点を含む期間を歩行周期としてもよい。
<
The example described above using FIG. 8 is an example in which the walking period is calculated using adjacent peaks of the waveform. However, the walking period is not limited to this method, and can be calculated using various methods. For example, the
例えば、図10に示すように、プラス側の頂点(peak)と、隣接するマイナス側の頂点(bottom)との中央に中間ライン(Middle)を設けたとき、加速度を示す波形と中間ラインとの交点n1からn5までの期間であるP3を、歩行周期とする。この場合、歩行する犬の上下方向であるZ軸方向の波形がプラス側の頂点とマイナス側の頂点とを特定しやすい。したがって、この場合、演算装置24は、上下方向を示す加速度の波形から歩行周期を得てもよい。なお、図10に一例を示す波形では、プラス側の頂点より前の交点n1からn5までの期間を歩行周期とした。しかしながら、5つの交点を含む期間であれば必ずしもこれに限られず、例えば、n2からn6までの期間を歩行周期としてもよい。また、図10では、5つの交点を含む一例を示すが、加速度を示す波形の形状に応じて、交点の数は変動する。例えば、交点の数が3つ、7つ、9つ等他の数であってもよい。なお、これらの場合も、交点の数は奇数である。このとき、例えば、X軸の波形の2つの頂点を用いて仮に求められた歩行周期に合うように、歩行周期を求める際に採用するZ軸の波形と中間ラインとの交点の数を決定してもよい。図8に示したZ軸の波形は、ピークが大・小・大・小と分かりやすく繰り返されている。図8に示したようなZ軸の波形からは、プラス側の2つの頂点の間を用いて正確に歩行周期を求めやすい。しかしながら、各ピークの大小の差は、図8に示すように明確に現れるものとは限らない。例えば、各ピークが同程度の大きさで現れることもある。各ピークの大きさが同程度である場合、図10に示すように、Z軸の波形と中間ラインとの交点の数を用いることで、正確に歩行周期を求めることができる。For example, as shown in FIG. 10, when an intermediate line (Middle) is provided in the middle between a peak on the positive side and a peak on the adjacent negative side, the period P3 from n1 to n5 of the intersection point between the waveform indicating acceleration and the intermediate line is set as the walking cycle. In this case, the waveform in the Z-axis direction, which is the up-down direction of a walking dog, is easy to identify the peak on the positive side and the peak on the negative side. Therefore, in this case, the
〈変形例2〉
上述した速度推定システム1は、動物に取り付けられる計測装置10と、ユーザである飼い主に保有される携帯端末等の速度推定装置20とにより構成される一例で説明した。しかしながら、速度推定システムは、この形態に限定されない。例えば、図11に示す変形例2に係る速度推定システム1Aのように、速度推定装置20Aは、ユーザである飼い主に保有されるユーザ端末30とは別に設けられ、犬の自宅に配置していてもよい。このような速度推定システム1Aは、1回の散歩の後、自宅に戻った際に計測装置10の記憶装置12に蓄積された計測データD1がまとめて送信される。そして、速度推定装置20Aは、計測データD1を取得すると、速度推定処理を実行してその結果をユーザ端末30に送信し、ユーザ端末30において出力させる。なお、このような速度推定装置20Aにおいては、通信装置23を介してユーザ端末30から犬の所定部位のサイズを取得可能であれば、入力装置21は不要である。
<
The above-mentioned
〈変形例3〉
図12に示す変形例3に係る速度推定システム1Bは、速度推定装置20Bが、ネットワークを介して通信可能な状態で犬及び飼い主の自宅の外部に存在する一例である。変形例3に係る速度推定システム1Bでは、ユーザ端末30は、計測装置10から受信した計測データD1を、速度推定装置20Bに送信する。そして、速度推定装置20は、計測データD1を取得すると、速度推定処理を実行してその結果をユーザ端末30に送信し、ユーザ端末30において出力させる。なお、この速度推定装置20Bにおいても、通信装置23を介してユーザ端末30から犬の所定部位のサイズを取得可能であれば、入力装置21は不要である。例えば、速度推定システム1Bは、クラウドネットワーク等を用いて形成されているものであってもよい。
<
A
〈変形例4〉
上述した例では、ユーザが入力装置21を介して入力した犬のサイズデータD3を利用して歩行速度を予測する一例で説明した。しかし、犬のサイズデータD3の取得は、入力装置21を介した入力に限定されない。例えば、同一の犬種については体格が同程度であることが一般的である。したがって、速度推定システム1では、犬種毎の所定部位の平均サイズを示す平均サイズデータを予め記憶装置25で記憶し、利用してもよい。この場合、演算装置24は、ユーザが入力装置21を介して入力した歩行速度の推定の対象である犬の犬種を取得すると、記憶装置25の平均サイズデータを参照し、取得した犬種の所定部位の平均サイズを抽出して、犬の所定部位のサイズとして予測する。また、演算装置24は、予測した所定部位のサイズを用いて、犬の歩行速度を推定してもよい。
<
In the above example, an example of predicting the walking speed using the size data D3 of the dog input by the user via the
〈変形例5〉
また、犬の写真を利用して、犬の所定部位のサイズを予測してもよい。例えば、記憶装置25は、犬の写真とその犬の犬種との関係を学習済みの予測モデルを記憶する。予測モデルは、犬種ごとの犬の写真とその犬の犬種のラベルとを教師データとして機械学習が行われることによって構築され得る。また、記憶装置25は、犬種毎の所定部位の平均サイズを示す平均サイズデータを記憶する。演算装置24は、犬の写真を取得すると、予測モデルを利用して、犬の写真から犬の犬種の予測結果を取得する。また、演算装置24は、平均サイズデータを参照し、取得した犬種の所定部位の平均サイズを、犬の所定部位のサイズとして予測する。演算装置24は、予測したサイズを用いて、犬の歩行速度を推定してもよい。
<
Also, a size of a predetermined part of a dog may be predicted using a photo of the dog. For example, the
〈変形例6〉
また、犬の写真を利用して、犬の所定部位のサイズを予測してもよい。例えば、演算装置24は、犬と、犬の所定部位のサイズの特定に利用されるマーカとを含む写真を取得する。サイズの特定に利用可能であれば、マーカは限定されないが、例えば、計測装置10のサイズが固定であれば、計測装置10をマーカとしてもよい。具体的には、演算装置24は、計測装置10が取付られたハーネスを装着した犬の写真を利用することで、写真に含まれる犬とマーカである計測装置10とサイズの比率の関係から、犬の所定部位のサイズを予測することができる。また、演算装置24は、予測したサイズを用いて、犬の歩行速度を推定してもよい。
<
Also, a photo of the dog may be used to predict the size of a specific part of the dog. For example, the
<1> 四足歩行の動物の歩行速度を推定する速度推定方法であって、
前記動物の身体に取り付けられた加速度センサから取得する加速度を用いて、前記動物の歩行周期を求め、
予め規定される前記動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した前記動物の体格を表す所定部位のサイズ、および前記加速度から求めた歩行周期から、前記動物の歩行速度を推定する、
速度推定方法。
<2> 前記動物は、犬であって、
前記サイズは、体長、体高又は前肢の長さの少なくともいずれかである
<1>に記載の速度推定方法。
<3> 前記動物は、体長と体高の比率、又は、体長と前肢の長さの比率が所定の範囲内の犬である
<2>に記載の速度推定方法。
<4> 前記歩行周期は、前記加速度センサで得られた加速度を表す波形のひとつの頂点と、隣接する頂点との間の区間である
<1>から<3>のいずれか1に記載の速度推定方法。
<5> 前記加速度を示す波形は、加速度センサで得られた値の移動平均である
<4>に記載の速度推定方法。
<6> 歩行速度の推定の対象である前記犬の犬種を取得し、
犬種毎の前記所定部位の平均サイズを示す平均サイズデータを参照し、取得した前記犬種の前記所定部位の平均サイズを、前記犬の前記所定部位のサイズとして予測し、
予測した前記サイズを用いて、前記犬の歩行速度を推定する
<2>に記載の速度推定方法。
<7> 前記動物の前記所定部位のサイズを取得し、
取得した前記サイズを用いて、前記動物の歩行速度を推定する
<1>から<5>のいずれか1に記載の速度推定方法。
<8> 前記犬の写真を取得し、
犬の写真から前記犬の犬種を予測する予測モデルを用いて、前記取得した写真から前記犬の犬種を予測し、
犬種毎の前記所定部位の平均サイズを示す平均サイズデータを参照し、取得した前記犬種の前記所定部位の平均サイズを、前記犬の前記所定部位のサイズとして予測し、
予測した前記サイズを用いて、前記犬の歩行速度を推定する
<2>に記載の速度推定方法。
<9> 前記動物と、前記動物の前記所定部位のサイズの特定に利用されるマーカとを含む写真を取得し、
前記写真に含まれる前記動物と前記マーカとの関係から、前記動物の前記所定部位のサイズを予測し、
予測した前記サイズを用いて、前記動物の平均速度を推定する
<1>から<5>のいずれか1に記載の速度推定方法。
<10> 入力装置を介したユーザによる入力、または、記憶装置からの読み出し、のいずれかにより前記動物の前記所定部位のサイズを取得し、
取得した前記サイズを用いて、前記動物の歩行速度を推定する
<1>から<5>のいずれか1に記載の速度推定方法。
<11> 四足歩行の動物の歩行速度を推定する速度推定装置であって、演算装置を備え、
前記演算装置は、
前記動物の身体に取り付けられた加速度センサから取得する加速度を用いて、前記動物の歩行周期を求め、
予め規定される前記動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した前記動物の体格を表す所定部位のサイズおよび前記加速度から求めた歩行周期から、前記動物の歩行速度を推定する、
速度推定装置。
<12> 四足歩行の動物の歩行速度を推定する速度推定システムであって、
前記動物に取り付けられ、前記動物の動きを検出する加速度センサと、前記加速度センサで検出された加速度を送信する通信装置と、を有する計測装置と、
演算装置を含む速度推定装置とを含み、
前記演算装置は、
前記計測装置から取得する加速度を用いて、前記動物の歩行周期を求め、
予め規定される前記動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した前記動物の体格を表す所定部位のサイズおよび前記加速度から求めた前記歩行周期から、前記動物の歩行速度を推定する、
速度推定システム。
<13> 前記計測装置は、前記動物の背骨に沿った位置に取り付けられる
<12>に記載の速度推定システム。
<14> 前記加速度センサは、前記動物の進行方向、進行方向に対して設定される左右方向、及び/又は、進行方向に対して設定される上下方向の変化率の少なくともいずれかを取得する
<12>又は<13>に記載の速度推定システム。
<15> <1>から<10>のいずれか1つに記載の速度推定方法を、演算装置に実行させるためのコンピュータプログラム。
以上のように、本出願において開示する技術の例を示し、上記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。
<1> A speed estimation method for estimating a walking speed of a quadrupedal animal, comprising:
determining a walking period of the animal using acceleration obtained from an acceleration sensor attached to the body of the animal;
estimating the walking speed of the animal from the acquired size of a predetermined part representing the animal's physique and the walking period calculated from the acceleration, using a predetermined relationship between the size of a predetermined part representing the animal's physique, the walking period, and the walking speed;
Speed estimation method.
<2> The animal is a dog,
The size is at least one of body length, body height, and forelimb length.
The speed estimation method according to <1>.
<3> The animal is a dog whose body length to body height ratio or body length to front leg length ratio is within a predetermined range.
The speed estimation method according to <2>.
<4> The walking cycle is a section between one peak and an adjacent peak of a waveform representing acceleration obtained by the acceleration sensor.
The speed estimation method according to any one of <1> to <3>.
<5> The waveform showing the acceleration is a moving average of values obtained by an acceleration sensor.
The speed estimation method according to <4>.
<6> acquiring the breed of the dog whose walking speed is to be estimated;
referring to average size data showing the average size of the predetermined part for each dog breed, predicting the average size of the predetermined part of the dog breed as the size of the predetermined part of the dog;
Using the predicted size, estimate the walking speed of the dog.
The speed estimation method according to <2>.
<7> Acquire the size of the predetermined part of the animal,
The obtained size is used to estimate the walking speed of the animal.
The speed estimation method according to any one of <1> to <5>.
<8> Obtaining a photo of the dog,
predicting the breed of the dog from the captured photograph using a predictive model that predicts the breed of the dog from a photograph of the dog;
referring to average size data showing the average size of the predetermined part for each dog breed, predicting the average size of the predetermined part of the dog breed as the size of the predetermined part of the dog;
Using the predicted size, estimate the walking speed of the dog.
The speed estimation method according to <2>.
<9> Acquire a photograph including the animal and a marker used to specify the size of the predetermined part of the animal;
predicting a size of the predetermined part of the animal based on a relationship between the animal and the marker included in the photograph;
The predicted size is used to estimate the average speed of the animal.
The speed estimation method according to any one of <1> to <5>.
<10> Acquiring the size of the predetermined part of the animal by either input by a user via an input device or reading from a storage device;
The obtained size is used to estimate the walking speed of the animal.
The speed estimation method according to any one of <1> to <5>.
<11> A speed estimation device for estimating a walking speed of a quadrupedal animal, comprising: a calculation device;
The computing device includes:
determining a walking period of the animal using acceleration obtained from an acceleration sensor attached to the body of the animal;
estimating the walking speed of the animal from the acquired size of a predetermined part representing the animal's physique and the walking period calculated from the acceleration, using a predetermined relationship between the size of a predetermined part representing the animal's physique, the walking period, and the walking speed;
Speed estimator.
<12> A speed estimation system for estimating a walking speed of a quadruped animal, comprising:
a measuring device including an acceleration sensor attached to the animal and detecting the movement of the animal, and a communication device transmitting the acceleration detected by the acceleration sensor;
a speed estimation device including a calculation device,
The computing device includes:
Using the acceleration acquired from the measurement device, a walking period of the animal is calculated;
estimating the walking speed of the animal from the acquired size of a predetermined part representing the animal's physique and the walking period calculated from the acceleration, using a predetermined relationship between the size of a predetermined part representing the animal's physique, the walking period, and the walking speed;
Speed estimation system.
<13> The measuring device is attached to a position along the spine of the animal.
The speed estimation system according to <12>.
<14> The acceleration sensor acquires at least one of a rate of change in the moving direction of the animal, a left-right direction set with respect to the moving direction, and/or a rate of change in an up-down direction set with respect to the moving direction.
The speed estimation system according to <12> or <13>.
<15> A computer program for causing a calculation device to execute the speed estimation method according to any one of <1> to <10>.
As described above, examples of the technology disclosed in the present application have been shown and the above embodiments have been described. However, the technology in the present disclosure is not limited to these, and may be applied to embodiments in which modifications, substitutions, additions, omissions, etc. are made as appropriate.
本開示の全請求項に記載の速度推定方法、速度推定装置、および速度推定システムは、ハードウェア資源(例えば、プロセッサ、メモリ)及びコンピュータプログラムとの協働などによって、実現される。The speed estimation method, speed estimation device, and speed estimation system described in all claims of the present disclosure are realized by cooperation with hardware resources (e.g., processor, memory) and computer programs.
本開示の速度推定方法、速度推定装置、速度推定システム及びコンピュータプログラムは、四足の動物の歩行速度の把握に有用である。 The speed estimation method, speed estimation device, speed estimation system, and computer program disclosed herein are useful for understanding the walking speed of four-legged animals.
1,1A,1B 速度推定システム
10 計測装置
20,20A,20B 速度推定装置
30 ユーザ端末
11 加速度センサ
12 記憶装置
13 通信装置
14 演算装置
21 入力装置
22 出力装置
23 通信装置
24 演算装置
25 記憶装置
D1 計測データ
D2 対応モデル
D3 サイズデータ
D4 蓄積データ
D5 移動平均データ
P1 計測プログラム
P2 推定プログラム
Claims (15)
前記動物の身体に取り付けられた加速度センサから取得する加速度を用いて、前記動物の歩行周期を求め、
予め規定される前記動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した前記動物の体格を表す所定部位のサイズ、および前記加速度から求めた歩行周期から、前記動物の歩行速度を推定する、
速度推定方法。 A speed estimation method for estimating a walking speed of a quadrupedal animal, comprising the steps of:
determining a walking period of the animal using acceleration obtained from an acceleration sensor attached to the body of the animal;
estimating the walking speed of the animal from the acquired size of a predetermined part representing the animal's physique and the walking period calculated from the acceleration, using a predetermined relationship between the size of a predetermined part representing the animal's physique, the walking period, and the walking speed;
Speed estimation method.
前記サイズは、体長、体高又は前肢の長さの少なくともいずれかである
請求項1に記載の速度推定方法。 The animal is a dog,
The speed estimation method according to claim 1 , wherein the size is at least one of a body length, a body height, and a length of a forelimb.
請求項2に記載の速度推定方法。 The speed estimation method according to claim 2 , wherein the animal is a dog having a ratio of body length to body height or a ratio of body length to front leg length within a predetermined range.
請求項1乃至3のいずれか1に記載の速度推定方法。 The speed estimation method according to claim 1 , wherein the walking period is a section between one peak and an adjacent peak of a waveform representing the acceleration obtained by the acceleration sensor.
請求項4に記載の速度推定方法。 The speed estimation method according to claim 4 , wherein the waveform indicating the acceleration is a moving average of values obtained by an acceleration sensor.
犬種毎の前記所定部位の平均サイズを示す平均サイズデータを参照し、取得した前記犬種の前記所定部位の平均サイズを、前記犬の前記所定部位のサイズとして予測し、
予測した前記サイズを用いて、前記犬の歩行速度を推定する
請求項2に記載の速度推定方法。 obtaining a breed of the dog whose walking speed is to be estimated;
referring to average size data showing the average size of the predetermined part for each dog breed, predicting the average size of the predetermined part of the dog breed as the size of the predetermined part of the dog;
The method of claim 2 , further comprising estimating a walking speed of the dog using the predicted size.
取得した前記サイズを用いて、前記動物の歩行速度を推定する
請求項1に記載の速度推定方法。 Obtaining the size of the predetermined part of the animal;
The obtained size is used to estimate the walking speed of the animal.
The method of claim 1 .
犬の写真から前記犬の犬種を予測する予測モデルを用いて、前記取得した写真から前記犬の犬種を予測し、
犬種毎の前記所定部位の平均サイズを示す平均サイズデータを参照し、取得した前記犬種の前記所定部位の平均サイズを、前記犬の前記所定部位のサイズとして予測し、
予測した前記サイズを用いて、前記犬の歩行速度を推定する
請求項2に記載の速度推定方法。 obtaining a photograph of the dog;
predicting the breed of the dog from the captured photograph using a predictive model that predicts the breed of the dog from a photograph of the dog;
referring to average size data showing the average size of the predetermined part for each dog breed, predicting the average size of the predetermined part of the dog breed as the size of the predetermined part of the dog;
The method of claim 2 , further comprising estimating a walking speed of the dog using the predicted size.
前記写真に含まれる前記動物と前記マーカとの関係から、前記動物の前記所定部位のサイズを予測し、
予測した前記サイズを用いて、前記動物の平均速度を推定する
請求項1に記載の速度推定方法。 acquiring a photograph including the animal and a marker that is used to identify the size of the predetermined part of the animal;
predicting a size of the predetermined part of the animal based on a relationship between the animal and the marker included in the photograph;
The predicted size is used to estimate the average speed of the animal.
The method of claim 1 .
取得した前記サイズを用いて、前記動物の歩行速度を推定する
請求項1に記載の速度推定方法。 acquiring a size of the predetermined part of the animal by either inputting the size by a user via an input device or reading the size from a storage device;
The obtained size is used to estimate the walking speed of the animal.
The method of claim 1 .
前記演算装置は、
前記動物の身体に取り付けられた加速度センサから取得する加速度を用いて、前記動物の歩行周期を求め、
予め規定される前記動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した前記動物の体格を表す所定部位のサイズおよび前記加速度から求めた歩行周期から、前記動物の歩行速度を推定する、
速度推定装置。 A speed estimation device for estimating a walking speed of a quadruped animal, comprising: a calculation device;
The computing device includes:
determining a walking period of the animal using acceleration obtained from an acceleration sensor attached to the body of the animal;
estimating the walking speed of the animal from the acquired size of a predetermined part representing the animal's physique and the walking period calculated from the acceleration, using a predetermined relationship between the size of a predetermined part representing the animal's physique, the walking period, and the walking speed;
Speed estimator.
前記動物に取り付けられ、前記動物の動きを検出する加速度センサと、前記加速度センサで検出された加速度を送信する通信装置と、を有する計測装置と、
演算装置を含む速度推定装置とを含み、
前記演算装置は、
前記計測装置から取得する加速度を用いて、前記動物の歩行周期を求め、
予め規定される前記動物の体格を表す所定部位のサイズと歩行周期と歩行速度との関係を用いて、取得した前記動物の体格を表す所定部位のサイズおよび前記加速度から求めた前記歩行周期から、前記動物の歩行速度を推定する、
速度推定システム。 A speed estimation system for estimating a walking speed of a quadruped animal, comprising:
a measuring device including an acceleration sensor attached to the animal and detecting the movement of the animal, and a communication device transmitting the acceleration detected by the acceleration sensor;
a speed estimation device including a calculation device,
The computing device includes:
Using the acceleration acquired from the measurement device, a walking period of the animal is calculated;
estimating the walking speed of the animal from the acquired size of a predetermined part representing the animal's physique and the walking period calculated from the acceleration, using a predetermined relationship between the size of a predetermined part representing the animal's physique, the walking period, and the walking speed;
Speed estimation system.
請求項12に記載の速度推定システム。 The speed estimation system of claim 12 , wherein the measuring device is attached to a position along the animal's spine.
請求項12又は13に記載の速度推定システム。 The speed estimation system according to claim 12 or 13, wherein the acceleration sensor acquires at least one of a rate of change in a moving direction of the animal, a left-right direction set with respect to the moving direction, and/or a rate of change in an up-down direction set with respect to the moving direction.
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