BodyMotion アプリ概要

歩いているときなど人体の加速度、傾きなどを測定してみませんか。

小脳などに疾患がある人あるいは脳梗塞のリハビリ中の人に適用して病状の進行状況や回復状況を知ることができます。iPhoneにはXYZ軸の加速度センサーやジャイロセンサーなどが内蔵されています、これで体の動きを測定し数値として取り出すようにしました。測定にはセンサーであるiPhoneを体に固定するため、iPhoneの画面を見たり操作することが出来ません。そのためイヤフォンを接続しそのボリュームUP/DOWNスイッチで測定開始終了などさせます。

腰にベルトでこていします。

測定データはCSVファイルで記憶され、容易にパソコンやIOS端末に転送できます。データのグラフ化、解析には種々のソフトが使えます。Pythonが便利と思います。

データの座標系

測定データはCoreMotionフレームワークを利用して、ジャイロスコープ、加速度度、姿勢、磁力の3次元(x,y,z)データとして得られます。
そしてデータはセンサー(iPhone)の座標系から人体の座標系に変換して出力している。すなわちiPhoneの取り付け方向を入力してデータを座標変換して常に人体の座標系になるよう出力しています。
センサーを取り付ける位置は背中の腰位置がよく、図に示すようにA,B,C,Dの4方向にしました。

操作方法

1.取り付け前

●センサー(iPhone)を体に取り付ける前にセンサーの方向 A,B,C,D をセレクトする。
●サンプリング周波数を入力する。体の情報を得るためには、100Hz(最高値)にします。
●コメント欄に入力する。この欄は5つまでの履歴を持ち右の3角印で前後できます。
キーボードの表示が残っている時は画面をタップすると消せます。
●ボリュームスイッチがついたイヤフォンを装着します。
●入力項目が間違いないことを確認して SetUP ボタンをタップします。
Ledyが表示されます。

2.測定の開始、終了

●センサー(iPhone)を体にずれないように固定する。
●計測スタートはイヤフォンのボリューム+(UP)またはー(DOWN)のスイッチを押す。(UP/DOWN どちらでも良いです)
●計測終了する時は今一度 +(UP)またはー(DOWN)のスイッチを押す。
スタートのとき、30秒経過毎、および終了時にはイヤフォンより音声がながれます。

3.ファイル操作

計測が終了すると自動的にファイル名が時刻のcsvファイルが出来ます。
● 画面の下にある ■ File をタップするとファイル操作画面にかわります。
● ファイル名の一覧表が表示されるので目的のファイルの四角をピックするとレ点が付きます。もう一度ピックするとレ点を消すことが出来ます。ファイル消去は複数有効ですが、あとは一番上のファイルに対して有効です。

ファイル共有

ファイル共有ボタンをクリックすると対象となるcsvファイルの内容が表示されます。右上の共有ボタンをタップします。
共有メニュー(共有ボタン、シェアーシートとも表現される)が表示さます。3段あり上段が可能なAirDropの相手が、中段がアプリ、下段がiPhoneの機能 のアイコンが表示されます。
上段のAirDropはネットワーク環境にいなくてもBluetoothによりMacパソコンへデータを送れます。AirDrop機能をオンにしてあれば、通信相手をタップすればデータが送られます(共有)。
Windowsパソコンへ送るには中段にあるdropboxやGoogleDriveなどのクラウドファイルを利用することによって可能となります。

csvファイル

波形表示

測定データをパソコンへ送らなくても波形表示画面を開きチェック出来るようにしました。波形表示ボタンをタップすると、グラフ表示画面に変わります。
選択肢ボタンで Jyro,Acc,Grav,Att のどれかをせんたくすると、ジャイロスコープ、加速度、重力ベクトル、姿勢のグラフを表示始めるます。時間軸(横軸)の一目盛は1秒(サンプリング周波数が100Hzのとき)であります。(50Hzのとき2秒となります)。
停止/再開ボタンはグラフ表示を一時止めたり再開させます。
TERMINATEボタンはアプリを終了させます。

ファイル消去

ファイル操作画面で、ファイル消去ボタンをタップするとファイル名にレ点がついたファイルを消去します。複数のレ点に対して有効です。

CSVファイル解析の例

測定データは、ジャイロスコープ、加速度、重力のベクトル方向、姿勢の4種類であり、
ジャイロスコープはxyzの各軸周りの回転角速度(ラジアン/秒)を
加速度はxyz軸方向の加速度(m/s2)を
重力のベクトル方向は単位ベクトルのxyzの各成分の長さを
姿勢はxyzの軸周りの回転角度(ラジアン)を示し、ピッチ、ロール、ヨーといった船や飛行機の傾きや回転を表す用語で示すこともあります。

測定された全データをグラフ化

障害者、健常者のグラフ

障害者のジャイロスコープ、加速度の拡大
健常者のジャイロスコープ、加速度の拡大

FFTによる周波数分析

FFT結果

毎分の歩数をグラフ化

質問事項など

質問などありましたら下に書いてください。