OpenSim の使い方（scaling編）

OpenSim の使い方Scaling Tool 編

05/01/2023 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

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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． 2

注意事項



Scaling Tool 概要

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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．



Scaling Tool 概要

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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



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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．



Scaling Tool 起動

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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



Subject Data セクションについて（被験者のデータ）

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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．



Scale Model セクションについて（骨の大きさと重さの調整）

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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




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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．




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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]


0.08

体重 100 [kg]


0.0679

体重 125.22 [kg]




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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．



Adjust Model Markers セクションについて

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Scaling Tool

Marker data ～： .trc （上で設定したものと同じ）Average ～： .trc のどの時間の平均データを使うか

　（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．



Adjust Model Markers セクションについて

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Scaling Tool

Marker data ～： .trc （上で設定したものと同じ）Average ～： .trc のどの時間の平均データを使うか

　（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．



Setting タブ　設定例

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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



Scale Factors タブについて（どの骨をどれだけ拡大するか）

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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



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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



例： Pelvis をマーカー距離に合わせ X 軸方向にのみ拡大する

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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



Scale Factors タブ設定例

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Scaling Tool



Scale Factors タブ設定例

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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．

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