2020 Fiscal Year Research-status Report

Verification of accuracy and application range of biomechanical devices and systems

Research Project

Project/Area Number	20K11354
Research Institution	National Agency for the Advancement of Sports and Health
Principal Investigator	横澤俊治独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ研究部, 研究員 (80400670)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	衛星測位システム（GNSS） / モーションキャプチャーシステム / トラッキングシステム / 精度検証 / 慣性センサー
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、身体座標値および速度を計測する最新デバイスの精度を検証し、各デバイスのタイプ別適用範囲や留意点を提示することであった。初年度である令和2年度は、2つの課題のうちの1つ目「スピード分析等に用いられる身体1点の変位・速度が計測可能なデバイスの精度検証」のための実験を実施した。まず、位置が既知の2つの地面の点に衛星測位システム（GNSS）センサーを５分間固定し、その間の座標値の挙動を確認した。続いて、人の移動運動（歩行、ジョギング、ランニング）および三輪の電動バイク運転時に2つのGPSセンサーを装着すると同時に、後方からレーザードップラー方式距離計測装置LAVEGにより追尾した。天候などGNSSの測定環境は良好であり、精度を示すHDOPは基準を満たしていた。しかし、GNSSを固定した試行については、5分間で得られた座標値が1m以上変化し、2センサー間の距離についても同様だった。一方、電動バイクの試行については、2センサー間およびセンサーとLAVEGとの速度の差はいずれも0.1m/s以内の誤差に収まっており、速度変化パターンも極めて類似していることが分かった。人の移動運動では電動バイクの移動よりも2センサー間およびセンサーとLAVEGとの速度の差が大きかった。これらのことから、スポーツ現場でGNSSにより位置や精度を計測する際には、速度の精度は高いが、2点間の距離（例えば2選手間の距離）については1m以上の誤差が含まれている可能性があることを認識したうえで活用する必要があることが示唆された。さらに、人の移動運動におけるLAVEGとの差は、どちらかが間違っているというよりもセンサーそのものの速度とLAVEGで追尾した腰部の速度との差であると考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 実験1（身体1点の変位及び速度に関する計測デバイスの検証）を実施した。当初は外部の被験者を募集する予定であった。しかし、新型コロナ感染拡大防止のために外部の方の出入りを最小限にするという所内の方針を受けて、内部職員を被験者として実施した。このため、被験者交通費と謝金が発生しないこととなった。今後、外部のアスリートなどを対象に追実験する可能性があるが、その場合は次年度に繰り越した予算を活用する予定である。現在は実験1の解析を進めている。また、次年度予定している実験２（最新型モーションキャプチャーから得られた身体分析点の座標値の検証）についても計測の準備が概ね完了している。
Strategy for Future Research Activity	今後の新型コロナの感染状況によって実施予定の実験も影響を受ける可能性がある。実験２についても外部から被験者を募る予定であったが、場合によっては内部の職員を対象に測定することを検討する。解析等は在宅勤務中心でも予定通り進められる環境が整っている。
Causes of Carryover	実験1（身体1点の変位及び速度に関する計測デバイスの検証）について、当初は外部の被験者を募集する予定であった。しかし、新型コロナ感染拡大防止のために外部の方の出入りを最小限にするという所内の方針を受けて、内部職員を被験者として実施した。このため、被験者交通費と謝金が発生しないこととなった。今後、外部のアスリートなどを対象に追実験する可能性があるが、その場合は次年度に繰り越した予算を活用する予定である。また、GNSSについては当初購入する予定であったがメーカーの方針によりレンタルという形態を採ることとなった。また、学会大会への参加も取りやめたが、次年度以降研究成果を発表する予定である。