OpenSim の使い方（scaling編）

OpenSimの使い方
Scaling Tool 編
2016/5/2
Copyright© 2015 Biological Systems Engineering lab. All Rights Reserved.
広島大学工学研究科
生体システム論研究室
栗田グループ

Biological Systems
Engineering lab.
• 本スライドの内容は，広島大学工学研究科生体システム
論研究室栗田雄一准教授グループが，平成２８年度研究
室内チュートリアルで利用している資料の一部をまとめ
たものです．
• 本スライドの内容には，間違いが含まれている可能性が
ありますが，当方は修正の責任を負いません．本スライ
ドは，あくまで参考としての利用にとどめ，最終的には
ご自身で対応ください．
• そのほか，スライド内容を閲覧，実行したことにより生
じたいかなる損害についても，当方は責任は負いません．
また，スライド内容に対する質問にも回答できかねます
ことをご了承ください．
• 以上についてご承諾いただける方のみ，ご利用ください．
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注意事項

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool 概要
Scaling Tool
モーションキャプチャで.trcファイルを作ると
その中にはマーカーの位置が保存される．
これらのマーカー位置から，
「体格を考慮した.osimファイルを作る」
＝「筋骨格モデルの体格を被験者に合わせる」のが
Scaling Toolである．
一方.osimファイルにもマーカーの位置が保存されている．

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool 概要
Scaling Tool
これら3つの機能を備えている．
体格を考慮
A) 骨の大きさ・重さの調整
B) 姿勢の計算（Inverse Kinematics）
C) .osimファイル側のマーカー位置の調整

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool
「File」 → 「Preview Experimental data」
→「subject01_static.trc」をOpen
この被験者の体格に合わせていきます．

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool 起動
Scaling Tool
① 「subject01_simbody.osim」を開く
② 「Tools」→「Scale Model…」と選択すれば
Scale Toolウィンドウが開く

Biological Systems
Engineering lab.
Subject Dataセクションについて（被験者のデータ）
Scaling Tool
Model name ：作成する.osimファイルの名前
Mass ：作成する.osimファイルの体重
＝（既知ならば）被験者の体重
Add markers from file ：.osimファイルに
マーカーを追加するかどうか．

Biological Systems
Engineering lab.
Scale Modelセクションについて（骨の大きさと重さの調整）
Scaling Tool
Preserve～：Scaling前後で骨の重さの比を保持
Marker data～：作成した.trcファイル（静止状態推奨）
Average～：.trcのどの時間の平均データを使うか

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool
Preserve~ ON
組み込みのモデルの骨の重量比を維持し，
総和が被験者の体重と等しくなるように調整する．
Preserve~ OFF
骨の大きさの拡大倍率から予想される質量にする．
総和は被験者の体重と等しくならないことが多い．
被験者の体重が分かるときは, ONの方が無難か．

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool
 Scaling前
 Scaling後（Preserve~ ONの時）  Scaling後（Preserve~ OFFの時）
例：組み込みのモデルを，体重100 [kg]の被験者にScaling
距骨重量 / 踵骨重量 0.08
体重 72.6 [kg]
体重 100 [kg]
体重 125.22 [kg]

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool
マーカーを貼る位置が統一されていれば，
マーカーの位置から体格差を判定できる（Marker data~）．
身体測定のようなものなので，被験者が動いていない方が望ま
しいが，ある程度動いてしまうのは仕方ない．そこで平均
(Average~)を使う．

Biological Systems
Engineering lab.
Adjust Model Markers セクションについて
Scaling Tool
Marker data～：.trc（上で設定したものと同じ）
（上で設定したものと同じ）
Coordinate～：基本的に不要．
Preview～：基本的に不要．

Biological Systems
Engineering lab.
Adjust Model Markers セクションについて
Scaling Tool
Marker data～：.trc（上で設定したものと同じ）
（上で設定したものと同じ）
Coordinate～：基本的に不要．
Preview～：基本的に不要．
体格や姿勢を変化させれば，
当然.osimにおけるマーカーの位置も変化する．
もし姿勢が既知ならCoordinate～で入力してもいい．
姿勢だけ先に知りたいならPreview～してもいい．

Biological Systems
Engineering lab.
Settingタブ設定例
Scaling Tool
Scale Model,Adjust Model Markers 両セクションで
.trcファイルとしてsubject01_static.trcを選択．
Averageは0～4.983のまま．
Scale Model セクションで
Preserve mass distributionはチェックを入れない

Biological Systems
Engineering lab.
Scale Factorsタブについて（どの骨をどれだけ拡大するか）
Scaling Tool
Use measurement：測定値から拡大倍率を決定する
Use manual scales：拡大倍率を手入力する
Uniform ：XYZ全方向に同一倍率で拡大する

Biological Systems
Engineering lab.
Scaling Tool
マーカー対を指定すれば，「Use measurement」から
その距離に合わせて骨の拡大/縮小が行える．
Uniformにチェックを付けなければ，
「X方向にのみ拡大する」といったことも可能．
Scale Factorsタブについて（どの骨をどれだけ拡大するか）
Use measurement：測定値から拡大倍率を決定する
Use manual scales：拡大倍率を手入力する
Uniform ：XYZ全方向に同一倍率で拡大する

Biological Systems
Engineering lab.
例： Pelvisをマーカー距離に合わせX軸方向にのみ拡大する
Scaling Tool
① Body Nameの二段目「pelvis」をクリック
② Edit Measurement Setをクリック
③ 出現したMeasurement Setウィンドウに
マーカー対の名前（ここでは例として「pelvis」）を入力
④ 右側の「+」をクリック．Marker Pairs として
「R.ASIS」と「L.ASIS」を選択
⑤ 「OK」をクリック．マーカー対「pelvis」が保存された．
⑥ 「Uniform」のチェックを外す
⑦ 上に3つ並ぶ「Unassigned」のうち，最も左（X軸）の物
をクリックしてマーカー対名「pelvis」を選択

Biological Systems
Engineering lab.
Scale Factorsタブ設定例
Scaling Tool

Biological Systems
Engineering lab.
Scale Factorsタブ設定例
Scaling Tool
⑧ Runをクリックして実行．Subject01-scaledが出現する．
⑨ Subject01-scaled の pelvisを選択．
⑩ Subject01-scaled の pelvisと比較して
Massやinertiaが変化していれば成功．
（Preserve Mass Distributionを選択した場合は，
他の骨の大きさ/重さを変化させていないので
Massは不変．）
実際には全ての骨・全ての方向に対しこの作業を行うべき．

OpenSim の 使い方 （scaling編）

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