三軸加速度計は、力の測定に空間的な動きの次元を追加することで、圧力センサーを補完します。 圧力センサーは垂直荷重と足裏の荷重分布を検出することに厳密に限定されていますが、加速度計は3次元空間での移動ベクトルを追跡します。この統合により、スマートインソールは、地面に接地したときの足の挙動だけでなく、歩行間の空中の動きも監視できます。
コアシナジー 圧力センサーは運動学的データ（身体に作用する力）を提供し、加速度計は運動学データ（運動の幾何学的形状）を提供します。これら2つの異なるデータセットを組み合わせることで、単独では達成できない包括的な歩行分析が可能になります。
運動学的な貢献
データギャップの解消
圧力センサーは、歩行の「立脚期」（足が地面にあるとき）には非常に効果的です。しかし、足が地面から離れるとデータを提供しません。
3D移動ベクトルの追跡
三軸加速度計は、3次元空間での移動ベクトルを捉えることで、この沈黙を埋めます。足の空間的な軌跡を継続的に監視し、圧力負荷がない場合でも、システムが四肢の位置を認識し続けることを保証します。
スイング角度の測定
この空間データから導き出される重要な指標の1つは、足のスイング角度です。スイング期における足の角度を理解することは、ユーザーの歩行メカニクスと効率を特徴づけるのに役立ちます。
高度な歩行パラメータの導出
空間パラメータの計算
加速度データを時間とともに分析することで、システムは圧力センサーでは検出できない特定の空間パラメータを導き出すことができます。
これらのパラメータには、歩幅と歩行速度が含まれます。これらは、移動能力レベルと運動能力を評価するための基本となります。
正確なフェーズ特定
加速度計は、歩行サイクルのセグメンテーションに不可欠です。これにより、歩行フェーズを高い時間精度で特定できます。
特定される主要なフェーズには、ヒールストライク、完全な立脚期、およびトオフが含まれます。このセグメンテーションは、圧力センサーによって捕捉された力データを、衝撃または推進の正確な瞬間に同期させるために不可欠です。
トレードオフの理解
統合の複雑さ
センサーの組み合わせは完全な画像を提供しますが、データの複雑さが大幅に増します。正確な分析を保証するには、システムは加速度計（動き）のタイミングと圧力センサー（力）のタイミングを完全に同期させる必要があります。
解釈の要件
生の加速度データを分析するには、ノイズとドリフトを除去するための洗練されたアルゴリズムが必要です。直接的な力の読み取りであることが多い圧力データとは異なり、加速度データは位置と速度を決定するために数学的に統合する必要があり、計算負荷が高くなります。
目標に合わせた適切な選択
スマートインソール技術から最大限の価値を引き出すには、どのセンサーがどの質問に答えるかを理解する必要があります。
- 主な焦点が運動学的（力）である場合： 垂直荷重、荷重分布、および衝撃の強度を理解するために、圧力センサーデータを優先してください。
- 主な焦点が運動学（動き）である場合： 歩幅、歩行速度、および3D空間での足の軌跡を分析するために、加速度計データに依存してください。
- 主な焦点が包括的な歩行分析である場合： 特定の動きパターン（運動学）が特定の力負荷（運動学的）をどのように引き起こすかを相関させるために、両方のデータストリームを合成する必要があります。
真の歩行分析には、地面に印加された力とそれを生み出した動きの両方を見る必要があります。
概要表：
| 特徴 | 圧力センサー（運動学的） | 三軸加速度計（運動学的） |
|---|---|---|
| 測定の焦点 | 垂直荷重と荷重分布 | 3D移動ベクトルと軌跡 |
| アクティブフェーズ | 立脚期（足が地面にあるとき） | 遊脚期（足が空中にあるとき） |
| 主要な指標 | 衝撃力、COP（圧力中心） | 歩幅、速度、スイング角度 |
| 主な役割 | 力の強度を特定する | 運動の幾何学的形状を特徴づける |
3515でフットウェアイノベーションをレベルアップ
高度な歩行技術を製品ラインに統合したいと考えている販売代理店またはブランドオーナーですか？ 大規模メーカーとして、3515は、主力製品の安全靴とタクティカルブーツから、高性能なスニーカーやドレスシューズまで、あらゆるフットウェアカテゴリーで包括的な生産能力を提供します。
当社と提携することで、数十年にわたる製造ノウハウと、複雑な技術統合型フットウェアを効率的に市場に投入するために必要な規模にアクセスできます。スマートな産業用ワークブーツでも、アスレチックパフォーマンスウェアでも、当社はお客様のブランドにふさわしい品質と信頼性を提供します。
生産規模の拡大の準備はできましたか？ 大量注文の要件について話し合うために、今すぐお問い合わせください。
参考文献
- Ho Won Kang, Dong Yeon Lee. Assessment of Validity and Reliability of Plantar Pressure in Smart Insole. DOI: 10.14193/jkfas.2022.26.3.130
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .