JP2015002939A - Biopotential input interface system, biopotential input sensor device, biopotential input method, and program thereof - Google Patents

Biopotential input interface system, biopotential input sensor device, biopotential input method, and program thereof Download PDF

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Takeshi Inoue
剛 井上
幸治 森川
Koji Morikawa
幸治 森川
浩一 池本
Koichi Ikemoto
浩一 池本
金井 聡
Satoshi Kanai
聡 金井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a myoelectric potential input interface device for operating equipment by using gesture.SOLUTION: A biopotential input interface system includes: a biopotential measurement part which measures a potential difference that occurs linked with movement of a user; an intentional action detection part for detecting control intention of a user from a time change of the potential difference that is measured; an action determination part which, when intentional movement is detected by the intentional movement detection part, determines action of a user according to a reference stored in a determination reference accumulation part; a determination result transmission part which transmits the determined action of a user to the outside for controlling equipment that is a control object; a determination result receiving part which receives action result of the user; a screen transition control part which calculates a transition state of a screen displayed to a user based on the determination result received by the determination result receiving part; and a display control part which, after the screen transition control part switches determination reference accumulated in the determination reference accumulation part, controls display content based on an output of the screen transition control part.

Description

本発明は、生体電位(たとえば、筋電位)を用いて、機器を操作する生体電位入力インタフェースシステム、生体電位入力センサ装置、生体電位入力方法、およびそのプログラムに関する。   The present invention relates to a biopotential input interface system, a biopotential input sensor device, a biopotential input method, and a program for operating a device using a biopotential (for example, myoelectric potential).

特許文献1及び2には、筋電図を用いたインタフェースが開示されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose an interface using an electromyogram.

米国特許第8170656号明細書U.S. Pat. No. 8,170,656 米国特許第8447704号明細書U.S. Pat. No. 8,447,704

特許文献1及び2には、ユーザの機器を制御するための動作とその他の動作とを用いて、操作機器を制御する詳細な開示はない。   In Patent Documents 1 and 2, there is no detailed disclosure of controlling an operation device using an operation for controlling a user's device and other operations.

本開示の一態様に係る生体電位入力インタフェースシステムは、複数の計測電極を用いて、ユーザの生体電位を計測する生体電位計測部と、第1の閾値の電圧を含む検出基準を参照して、前記ユーザの生体電位から前記ユーザの第1の動作に対応する動作を検出する動作検出部と、前記動作検出部が第1の動作に対応する動作を検出した時、ユーザの動作と生体電位とを対応付けた判定基準を参照して、前記計測したユーザの生体電位に対応する前記ユーザ動作を判定する動作判定部と、制御対象機器の操作とユーザの動作とを対応付けた操作基準を参照して、前記判定したユーザの動作に対応する操作を決定し、前記決定した操作を制御対象機器本体に対して送信する機器制御部とを備える。   The biopotential input interface system according to an aspect of the present disclosure refers to a bioelectric potential measurement unit that measures a user's biopotential using a plurality of measurement electrodes, and a detection standard that includes a first threshold voltage. An operation detection unit that detects an operation corresponding to the first operation of the user from the bioelectric potential of the user, and when the operation detection unit detects an operation corresponding to the first operation, The operation determination unit that determines the user action corresponding to the measured bioelectric potential of the user, and the operation reference that associates the operation of the control target device and the user action are referred to And a device control unit that determines an operation corresponding to the determined user action and transmits the determined operation to the control target device main body.

本開示に係る生体電位入力インタフェースは、ユーザの機器を制御するための動作とその他の動作とを用いて、操作機器を制御する。   The biopotential input interface according to the present disclosure controls the operation device using an operation for controlling the user's device and other operations.

生体電位入力インタフェースシステムの実現形態を示す図。The figure which shows the implementation | achievement form of a biopotential input interface system. 生体電位入力インタフェースシステムの外観を示す図。The figure which shows the external appearance of a biopotential input interface system. 複数の中空体110の一部を示す図。The figure which shows some hollow bodies 110. FIG. センサ部100を示す図。The figure which shows the sensor part. 前腕最大囲の個人差を示す図。The figure which shows the individual difference of a forearm maximum circumference. センサ部100を示す図。The figure which shows the sensor part. センサ部100の一部の拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a part of the sensor unit 100. センサ部100の一例の外観を側面から見た図。The figure which looked at the appearance of an example of sensor part 100 from the side. 生体電位入力インタフェースシステム1000の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the bioelectrical potential input interface system. 生体電位入力インタフェースシステム1000の処理のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of a process of the bioelectrical potential input interface system. 計測された筋電位の例を示す図。The figure which shows the example of the measured myoelectric potential. 判定基準蓄積部5に蓄積されている基準を示す図。The figure which shows the reference | standard currently accumulate | stored in the determination reference | standard storage part 5. FIG. 機器制御部8が予め保持する操作基準の例を示す図。The figure which shows the example of the operation reference | standard which the apparatus control part 8 hold | maintains previously. ユーザの生体電位と制御対象機器102の操作とを対応付けた情報を示す図。The figure which shows the information which matched the user's bioelectric potential and operation of the control object apparatus 102. FIG. 生体電位入力インタフェースシステム1001の構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of a biopotential input interface system 1001. FIG. センサ部100のハードウェア構成を示す図。The figure which shows the hardware constitutions of the sensor part 100. FIG. 生体電位入力インタフェースシステム1002の構成を示す図。The figure which shows the structure of the biopotential input interface system 1002. FIG. 表示部12の表示と判定基準の例を示す図。The figure which shows the example of the display of the display part 12, and a criterion. 表示部12の表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the display part 12. FIG. 表示部12の表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the display part 12. FIG. 表示部12の表示画面の遷移のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of the transition of the display screen of the display part. ユーザの動作に応じた表示画面の移動速度の変更を示す図。The figure which shows the change of the moving speed of the display screen according to a user's operation | movement. ジェスチャのDBの作成方法のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of the preparation method of DB of gesture. センサ部100が測定した筋電位の例を示す図。The figure which shows the example of the myoelectric potential which the sensor part 100 measured. 電位からユーザの動作を認識する処理のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of the process which recognizes a user's operation | movement from an electric potential.

以下、添付の図面を参照しながら、生体電位入力インタフェースシステムの実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of a biopotential input interface system will be described with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態1)
図1に、生体電位入力インタフェースシステム1000の実現形態の一例を示す。生体電位入力インタフェースシステム1000は、センサ部100と、認識部101と、制御対象機器102とを備える。図1に生体電位入力インタフェースシステム1000を利用するユーザ1を示しているが、ユーザ1は生体電位入力インタフェースシステム1000の構成ではない。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of an implementation form of the biopotential input interface system 1000. The biopotential input interface system 1000 includes a sensor unit 100, a recognition unit 101, and a control target device 102. Although FIG. 1 shows a user 1 who uses the biopotential input interface system 1000, the user 1 is not in the configuration of the biopotential input interface system 1000.

センサ部100はユーザ1に装着される。図2(a)に、ユーザ1の腕にセンサ部100が装着されている例を示す。図2(b)に、センサ部100の形状の一例を示す。センサ部100の詳細は後述する。   The sensor unit 100 is attached to the user 1. FIG. 2A shows an example in which the sensor unit 100 is mounted on the arm of the user 1. FIG. 2B shows an example of the shape of the sensor unit 100. Details of the sensor unit 100 will be described later.

ユーザ1は、センサ部100を装着した状態で、制御対象機器102の操作と対応するジェスチャをする。センサ部100は、ユーザ1がジェスチャしている時の生体電位を計測する。生体電位は、ユーザのジェスチャに対応して発生する電位を意味する。ユーザ1の生体電位の例は筋電位である。   The user 1 makes a gesture corresponding to the operation of the control target device 102 with the sensor unit 100 mounted. The sensor unit 100 measures the bioelectric potential when the user 1 is gesturing. The bioelectric potential means a potential generated in response to a user gesture. An example of the bioelectric potential of the user 1 is myoelectric potential.

認識部101は、予め保持する基準を参照し、センサ部100が計測した生体電位に対応するユーザ1のジェスチャを認識する。認識部101は、認識したジェスチャに対応する操作指示を、制御対象機器102に送信する。制御対象機器102の例は、TVを含む表示装置、BDレコーダーを含む映像情報を記録再生する機器、照明機器などを含む電子機器である。   The recognizing unit 101 recognizes a gesture of the user 1 corresponding to the bioelectric potential measured by the sensor unit 100 with reference to a reference held in advance. The recognition unit 101 transmits an operation instruction corresponding to the recognized gesture to the control target device 102. An example of the control target device 102 is a display device including a TV, a device for recording and reproducing video information including a BD recorder, and an electronic device including a lighting device.

以下、センサ部100の一例を詳細に説明する。   Hereinafter, an example of the sensor unit 100 will be described in detail.

<センサ部100>
センサ部100は、複数の中空体110と、計測中空体111と、収納中空体112とで構成される。中空体とは、少なくとも側面の一部が囲まれており、かつ、内部に空間を有する構成を意味する。
<Sensor part 100>
The sensor unit 100 includes a plurality of hollow bodies 110, a measurement hollow body 111, and a storage hollow body 112. The hollow body means a configuration in which at least a part of a side surface is surrounded and a space is provided inside.

複数の中空体110と、計測中空体111と、収納中空体112とがそれぞれ結合されることにより、環形状を構成する。複数の中空体110の内部空間と、計測中空体111の内部空間と、収納中空体112の内部空間とは、繋がっている。   A plurality of hollow bodies 110, measurement hollow bodies 111, and storage hollow bodies 112 are coupled to each other to form an annular shape. The internal space of the plurality of hollow bodies 110, the internal space of the measurement hollow body 111, and the internal space of the storage hollow body 112 are connected.

各中空体110は、計測電極113を有する。計測中空体111は、内部に生体電位計測部2を有する。生体電位計測部2は、各計測電極113と、金属配線により電気的に接続されている。   Each hollow body 110 has a measurement electrode 113. The measurement hollow body 111 has the bioelectric potential measurement unit 2 inside. The bioelectric potential measurement unit 2 is electrically connected to each measurement electrode 113 by metal wiring.

また、計測中空体111は、アース電極及び参照電極を有しても良い。生体電位計測部2は、アース電極及び参照電極と、電気的に接続されている。   Moreover, the measurement hollow body 111 may have a ground electrode and a reference electrode. The bioelectric potential measurement unit 2 is electrically connected to the ground electrode and the reference electrode.

生体電位計測部2は、計測電極113を用いて、ユーザ1の生体電位を計測する。   The bioelectric potential measurement unit 2 measures the bioelectric potential of the user 1 using the measurement electrode 113.

図3に、複数の中空体110に含まれる中空体110a、110b、110cを示す。   FIG. 3 shows hollow bodies 110a, 110b, and 110c included in the plurality of hollow bodies 110.

各中空体110は、側面114と第1の開口部115と第2の開口部116とを有する。中空体110の内部は、第1の開口部115から第2の開口部116まで繋がる内部空間が形成される。中空体110の側面114の例は、中空体110の側面全体を囲む面である。計測中空体111及び収納中空体112も同様である。   Each hollow body 110 has a side surface 114, a first opening 115, and a second opening 116. Inside the hollow body 110, an internal space that is connected from the first opening 115 to the second opening 116 is formed. An example of the side surface 114 of the hollow body 110 is a surface surrounding the entire side surface of the hollow body 110. The same applies to the measurement hollow body 111 and the storage hollow body 112.

中空体110の側面114のうち、複数の中空体110で形成される環形状の内側の表面に、計測電極113が配置される。図2(a)に示すように、ユーザ1がセンサ部100を装着することにより、計測電極113はユーザ1に接する。   Of the side surface 114 of the hollow body 110, the measurement electrode 113 is disposed on the inner surface of the annular shape formed by the plurality of hollow bodies 110. As shown in FIG. 2A, when the user 1 wears the sensor unit 100, the measurement electrode 113 comes into contact with the user 1.

図3に示す複数の中空体110のうち、第1の中空体110aと第2の中空体110bとを例に説明する。第1の中空体110aの第2の開口部116aと、第2中空体110bの第1の開口部115bとが対向するように位置する。同様に、複数の中空体110と、計測中空体111と、収納中空体112は、それぞれ順に接続されることによって、センサ部100は環形状を構成する。また、これにより、複数の中空体110の内部空間と、計測中空体111の内部空間と、収納中空体112の内部空間とは繋がっている。   Of the plurality of hollow bodies 110 shown in FIG. 3, the first hollow body 110a and the second hollow body 110b will be described as an example. The second opening 116a of the first hollow body 110a and the first opening 115b of the second hollow body 110b are positioned so as to face each other. Similarly, the plurality of hollow bodies 110, the measurement hollow bodies 111, and the storage hollow bodies 112 are connected in order, so that the sensor unit 100 forms an annular shape. Thereby, the internal space of the plurality of hollow bodies 110, the internal space of the measurement hollow body 111, and the internal space of the storage hollow body 112 are connected.

図4(a)に、図2(a)と同様に、センサ部100の形状を示す。図4(b)及び(c)に、センサ部100から収納中空体112を除去したセンサの展開例を示す。図4(b)及び(c)におけるA及びBは、図4(a)のA及びBに対応する。   FIG. 4A shows the shape of the sensor unit 100 as in FIG. 4 (b) and 4 (c) show examples of development of the sensor in which the housing hollow body 112 is removed from the sensor unit 100. FIG. A and B in FIGS. 4B and 4C correspond to A and B in FIG.

図4(b)は、前腕が細いユーザ1が前腕にセンサを装着した場合を示し、図4(c)は、前腕が太いユーザ1が前腕にセンサを装着した場合を示す。図4(b)では、各中空体110がそれぞれ開口部で接触した状態である。図4(c)では、センサの内側表面の長さが、前腕の太さに対応するために、中空体110aと中空体110bとの間は広がっている。図4(b)に示す生体電位計測部2と各計測電極113とを電気的に接続する金属配線と、図4(c)に示す生体電位計測部2と各計測電極113とを電気的に接続する金属配線とは長さが異なる。   FIG. 4B shows a case where the user 1 with a thin forearm wears a sensor on the forearm, and FIG. 4C shows a case where the user 1 with a thick forearm wears a sensor on the forearm. In FIG. 4B, the hollow bodies 110 are in contact with each other at the openings. In FIG.4 (c), since the length of the inner surface of a sensor respond | corresponds to the thickness of a forearm, between the hollow body 110a and the hollow body 110b has spread. Metal wiring for electrically connecting the biopotential measurement unit 2 and each measurement electrode 113 shown in FIG. 4B, and the biopotential measurement unit 2 and each measurement electrode 113 shown in FIG. The length is different from the metal wiring to be connected.

この違いに対応するように、生体電位計測部2と各計測電極113とを電気的に接続する金属配線は、ユーザ1がセンサを装着する部位の太さに応じて伸縮させることは困難である。   In order to cope with this difference, it is difficult for the user 1 to expand and contract the metal wiring that electrically connects the bioelectric potential measurement unit 2 and each measurement electrode 113 according to the thickness of the part on which the sensor is mounted. .

図5に、ユーザ1がセンサ部100を装着する部位の一例である前腕の最大囲(長さ)の例を示す(AIST人体寸法データベース1991−92)。図5のパーセンタイルの数値(mm)に示す前腕の最大囲(長さ)の90%以上のデータは、210mm以上280mm以下の範囲に含まれる。つまり、センサ部100の環形状の長さ(円周の長さ)は、少なくとも70mmの範囲の長さを調整できることが望ましい。   FIG. 5 shows an example of the maximum circumference (length) of the forearm, which is an example of a part where the user 1 wears the sensor unit 100 (AIST human body size database 1991-92). Data of 90% or more of the maximum circumference (length) of the forearm shown in the numerical value (mm) of the percentile in FIG. 5 is included in the range of 210 mm to 280 mm. That is, it is desirable that the ring-shaped length (circumference length) of the sensor unit 100 can be adjusted within a range of at least 70 mm.

また、ユーザ1の生体電位を計測するためには、ユーザ1と計測電極113との接触強度(密着度)を大きくし、接触インピーダンスを低減することが望ましい。そのため、ユーザ1がセンサ部100を装着している時に、センサ部100を装着しているユーザ1の部位は、環形状を有するセンサ部100の環と同等程度の大きさを有することが望ましい。これにより、ユーザ1と計測電極113との接触を向上できる。   Further, in order to measure the bioelectric potential of the user 1, it is desirable to increase the contact strength (adhesion degree) between the user 1 and the measurement electrode 113 and reduce the contact impedance. Therefore, when the user 1 is wearing the sensor unit 100, it is desirable that the part of the user 1 wearing the sensor unit 100 has the same size as the ring of the sensor unit 100 having a ring shape. Thereby, the contact of the user 1 and the measurement electrode 113 can be improved.

また、例えば、センサ部100の複数の中空体110と、計測中空体111と、収納中空体112とを接続を外せないように構成する場合が考えられる。例えば、複数の中空体110の内部空間と、計測中空体111の内部空間と、収納中空体112の内部空間とを貫通する接続線で、複数の中空体110と、計測中空体111と、収納中空体112とを接続する場合がある。接続線は、伸縮性の部材で構成される。接続線の例は、天然ゴム又は合成ゴムなどを含む弾性ゴムである。   Further, for example, a case where the plurality of hollow bodies 110, the measurement hollow body 111, and the storage hollow body 112 of the sensor unit 100 are configured so as not to be disconnected can be considered. For example, the plurality of hollow bodies 110, the measurement hollow bodies 111, and the storage are connected to the internal spaces of the plurality of hollow bodies 110, the internal spaces of the measurement hollow bodies 111, and the internal spaces of the storage hollow bodies 112. The hollow body 112 may be connected. The connecting line is made of a stretchable member. An example of the connecting line is an elastic rubber including natural rubber or synthetic rubber.

このとき、ユーザ1が前腕にセンサ部100を装着する場合において、ユーザ1は手先から甲などを通過させて、前腕にセンサ部100を装着する。よって、センサ部100の金属配線は、ユーザ1がセンサ部100を装着する部位の太さのみではなく、装着時に通過するユーザ1の部位の大きさにも対応する大きさであることが望ましい。   At this time, when the user 1 wears the sensor unit 100 on the forearm, the user 1 wears the sensor unit 100 on the forearm by passing the back from the hand. Therefore, it is desirable that the metal wiring of the sensor unit 100 has a size corresponding to not only the thickness of the part where the user 1 wears the sensor part 100 but also the size of the part of the user 1 that passes when the user 1 wears.

本開示に係るセンサ部100は、収納中空体112を有することにより、伸縮性に対応する金属配線を構成する。図6(a)に、本開示に係るセンサ部100の形状を示す。図6(b)及び(c)に、収納中空体112を有するセンサ部100の展開例を示す。図6(b)及び(c)におけるA及びBは、図6(a)のA及びBに対応する。   The sensor unit 100 according to the present disclosure includes the housing hollow body 112 to constitute a metal wiring corresponding to stretchability. FIG. 6A shows the shape of the sensor unit 100 according to the present disclosure. 6 (b) and 6 (c) show examples of development of the sensor unit 100 having the housing hollow body 112. FIG. A and B in FIGS. 6B and 6C correspond to A and B in FIG.

図6(a)及び(b)にセンサ部100は、複数の中空体110の間に、収納中空体112を有する。図6(a)及び(b)に示すように、計測中空体111、複数の中空体110(第1の中空体群1101とも表記する。)、収納中空体112、複数の中空体110(第2の中空体群1102とも表記する。)の順に配置される。収納中空体112は、計測電極を有さず、生体電位計測部2と、第2の中空体群1102に含まれる中空体の計測電極とを接続する金属配線が収納される。収納中空体112は突起を有する。金属配線は、生体電位計測部2から、収納中空体112の突起の周囲を回転して、計測電極に繋がっている。収納中空体112の突起は、収納中空体112の内部空間における第1の側面と、第1の側面と対向する第2の側面とに接するように配置されても良い。または、突起は、収納中空体112の内部空間における第1の側面から所定以上の高さを有していれば良い。例えば、突起の高さの例は、生体電位計測部2から第2の第2の中空体群1102の計測電極114まで接続されている全て金属配線が突起に引っ掛かる高さである。   6A and 6B, the sensor unit 100 includes a housing hollow body 112 between a plurality of hollow bodies 110. 6A and 6B, the measurement hollow body 111, a plurality of hollow bodies 110 (also referred to as a first hollow body group 1101), a storage hollow body 112, and a plurality of hollow bodies 110 (first 2 in the order of the hollow body group 1102). The storage hollow body 112 does not have a measurement electrode, and stores metal wiring that connects the biopotential measurement unit 2 and the measurement electrodes of the hollow bodies included in the second hollow body group 1102. The housing hollow body 112 has a protrusion. The metal wiring rotates from the bioelectric potential measurement unit 2 around the protrusion of the housing hollow body 112 and is connected to the measurement electrode. The protrusion of the storage hollow body 112 may be disposed so as to contact the first side surface in the internal space of the storage hollow body 112 and the second side surface opposite to the first side surface. Alternatively, the protrusion only needs to have a predetermined height or more from the first side surface in the internal space of the housing hollow body 112. For example, an example of the height of the protrusion is a height at which all the metal wirings connected from the bioelectric potential measurement unit 2 to the measurement electrode 114 of the second second hollow body group 1102 are caught by the protrusion.

図6(b)に示す前腕の太さが小さいユーザ1がセンサ部100を装着している場合の金属配線は、図6(c)に示す図6(b)に示す前腕の太さが小さいユーザ1がセンサ部100を装着している場合の金属配線よりも、収納中空体112の内部に位置する長さが大きくなる。つまり、収納中空体112に位置する金属配線の長さを変化させることにより、センサ部100の環形状の環の直径を変更することができ、ユーザ1の装着部位の太さ等に対応することができる。具体的には、図6(b)及び(c)に示すように、収納中空体112の内部に配置される金属配線の長さにより、金属配線自体が伸縮しなくても、第1の中空体群1101及び第2の中空体群1102と、収納中空体112との間の長さを調整できる。   The metal wiring when the user 1 with the small forearm thickness shown in FIG. 6B wears the sensor unit 100 has the small forearm thickness shown in FIG. 6B shown in FIG. 6C. The length located inside the housing hollow body 112 is larger than the metal wiring when the user 1 is wearing the sensor unit 100. That is, by changing the length of the metal wiring located in the housing hollow body 112, the diameter of the ring-shaped ring of the sensor unit 100 can be changed, which corresponds to the thickness of the wearing part of the user 1 and the like. Can do. Specifically, as shown in FIGS. 6B and 6C, the length of the metal wiring arranged inside the housing hollow body 112 allows the first hollow even if the metal wiring itself does not expand and contract. The length between the body group 1101 and the second hollow body group 1102 and the housing hollow body 112 can be adjusted.

図7(a)及び(b)に、センサ部100の形成する環形状の内側から見た、センサ部100の一部を拡大した図を示す。図7(a)及び(b)は、複数の中空体110の一部を省略し、中空体110a、110bのみを示す。また、図7(a)及び(b)は、センサ部100に含まれる金属配線の一部を省略し、計測中空体111に含まれる生体電位計測部2と中空体110bに位置する計測電極114bとを電気的に接続する金属配線のみを示す。   7A and 7B are enlarged views of a part of the sensor unit 100 as viewed from the inside of the ring shape formed by the sensor unit 100. FIG. 7A and 7B omit a part of the plurality of hollow bodies 110 and show only the hollow bodies 110a and 110b. 7A and 7B, a part of the metal wiring included in the sensor unit 100 is omitted, and the bioelectric potential measurement unit 2 included in the measurement hollow body 111 and the measurement electrode 114b positioned in the hollow body 110b. Only the metal wiring for electrically connecting the two is shown.

接続線117a及び117bにより、計測中空体111と、中空体110aと、収納中空体112と、中空体110bとは接続されている。   The measurement hollow body 111, the hollow body 110a, the storage hollow body 112, and the hollow body 110b are connected by the connection lines 117a and 117b.

図7(a)及び(b)に示す金属配線は、収納中空体112の突起1121の周囲を回転して、生体電位計測部2と計測電極114bとを接続している。   The metal wiring shown in FIGS. 7A and 7B rotates around the protrusion 1121 of the housing hollow body 112 to connect the biopotential measurement unit 2 and the measurement electrode 114b.

図7(b)に示す中空体110aと収納中空体112との間の距離は、図7(a)に示中空体110aと収納中空体112との間の距離よりも大きい。この距離の差は、センサ部100が形成する環形状の直径に対応する。   The distance between the hollow body 110a and the storage hollow body 112 shown in FIG. 7B is larger than the distance between the hollow body 110a and the storage hollow body 112 shown in FIG. This difference in distance corresponds to the ring-shaped diameter formed by the sensor unit 100.

図7(a)では、金属配線が収納中空体112の突起の周囲を大きく周回していることにより、収納中空体112の内部に位置する金属配線の長さが大きくなり、センサ部100が形成する環形状の直径を小さくできる。一方、図7(b)では、金属配線が収納中空体112の突起の周囲に接するように周回していることにより、収納中空体112の内部に位置する金属配線の長さが小さくなり、センサ部100が形成する環形状の直径を大きくできる。   In FIG. 7 (a), the metal wiring wraps around the projection of the housing hollow body 112 so that the length of the metal wiring located inside the housing hollow body 112 increases, and the sensor unit 100 is formed. The ring-shaped diameter can be reduced. On the other hand, in FIG. 7B, since the metal wiring circulates so as to be in contact with the periphery of the protrusion of the housing hollow body 112, the length of the metal wiring located inside the housing hollow body 112 becomes small, and the sensor The diameter of the ring shape formed by the portion 100 can be increased.

このように、収納中空体112の突起1121の周囲を回転させて配置されていることにより、金属配線が伸縮することなく、センサ部100の環形状の直径を変更することができる。   As described above, the ring-shaped diameter of the sensor unit 100 can be changed without expanding or contracting the metal wiring by being arranged by rotating around the protrusion 1121 of the housing hollow body 112.

図8(a)に、センサ部100の一例の外観を側面から見た図を示す。図8(b)に、センサ部100の一例の外観を斜めから見た図を示す。   FIG. 8A shows a view of an external appearance of an example of the sensor unit 100 as viewed from the side. FIG. 8B shows a view of an external appearance of an example of the sensor unit 100 as viewed obliquely.

図8(a)に示すセンサ部100がユーザ1の腕に装着され、筋電位を計測する場合、ユーザ1の掌の方向(以下、腕の下面方向とも表記する。)が計測中空体111と接し、かつ、ユーザ1の手の甲の方向(以下、腕の上面方向とも表記する。)が収納中空体112と接する。   When the sensor unit 100 shown in FIG. 8A is attached to the arm of the user 1 and the myoelectric potential is measured, the palm direction of the user 1 (hereinafter also referred to as the lower surface direction of the arm) is the measurement hollow body 111. The direction of the back of the hand of the user 1 (hereinafter also referred to as the upper surface direction of the arm) is in contact with the housing hollow body 112.

ユーザの腕の筋肉(主に伸筋)は、腕の上面及び腕の側面に位置する。ユーザの筋電位を取得するために、センサ部100の計測電極114は、腕の上面及び腕の側面に接するように配置することが望ましい。特に、計測電極114は、ユーザの筋肉の動きが大きい部分と接するように位置することが望ましい。   The arm muscles (mainly extensors) of the user are located on the upper surface of the arm and the side surface of the arm. In order to acquire the myoelectric potential of the user, it is desirable that the measurement electrode 114 of the sensor unit 100 be disposed so as to contact the upper surface of the arm and the side surface of the arm. In particular, the measurement electrode 114 is preferably positioned so as to be in contact with a portion where the movement of the user's muscle is large.

腕の下面は他の部分と比較して筋肉が少ないため、計測電極114を有さない計測中空体111が腕の下面と接するように、計測中空体111を配置する。計測中空体111が参照電極又はアース電極を有する場合には、腕の下面は比較的平坦であるため、参照電極又はアース電極がユーザ1と接触しやすいため望ましい。このとき、センサ部100が形成する環の円周方向における計測中空体111の長さは、中空体110の長さより大きいことが望ましい。計測中空体111の参照電極又はアース電極がユーザ1に接しやすく、筋電位の測定の基準を設定しやすいためである。   Since the lower surface of the arm has fewer muscles than other parts, the measurement hollow body 111 is arranged so that the measurement hollow body 111 without the measurement electrode 114 is in contact with the lower surface of the arm. When the measurement hollow body 111 has a reference electrode or a ground electrode, the lower surface of the arm is relatively flat, which is desirable because the reference electrode or the ground electrode easily contacts the user 1. At this time, the length of the measurement hollow body 111 in the circumferential direction of the ring formed by the sensor unit 100 is preferably larger than the length of the hollow body 110. This is because the reference electrode or the ground electrode of the measurement hollow body 111 is easily in contact with the user 1 and it is easy to set a standard for measuring the myoelectric potential.

また、ユーザの腕の上面には骨が位置しており、計測電極114と腕の上面とを密着させることが難しい場合がある。特に、ひじに近い位置は骨が張り出しており、電極と腕とを接触させることが難しい場合がある。よって、計測電極114を有さない収納中空体112がユーザの腕の上面に接するように配置される。   In addition, bones are located on the upper surface of the user's arm, and it may be difficult to bring the measurement electrode 114 and the upper surface of the arm into close contact with each other. In particular, bones overhang at positions close to the elbows, and it may be difficult to bring the electrodes and arms into contact. Therefore, the housing hollow body 112 that does not have the measurement electrode 114 is disposed so as to contact the upper surface of the user's arm.

収納中空体112と計測中空体111とは、中空体110を挟んで対向する位置に配置される。腕の下面の平らな部分の位置と、腕の上面の骨が位置する部分の位置とは、完全に対向しないことも考えられる。図8(a)に示すように、センサ部100の環形状の中心に対して、収納中空体112と計測中空体111とは、対称な位置ではなく、ユーザの腕の形状に合わせて対称な位置から所定以下の距離ずらした非対称な位置に配置しても良い。ユーザの腕の形状に合わせて対称な位置から所定以下の距離ずらした非対称な位置に配置する場合も、収納中空体112と計測中空体111とは対向しているに含まれる。   The storage hollow body 112 and the measurement hollow body 111 are disposed at positions facing each other with the hollow body 110 interposed therebetween. It is also conceivable that the position of the flat portion of the lower surface of the arm and the position of the portion of the upper surface of the arm where the bone is located do not completely face each other. As shown in FIG. 8A, the housing hollow body 112 and the measurement hollow body 111 are not symmetrical positions with respect to the center of the ring shape of the sensor unit 100, but are symmetrical according to the shape of the user's arm. You may arrange | position in the asymmetrical position shifted | deviated the predetermined distance or less from the position. The housing hollow body 112 and the measurement hollow body 111 are also included in the case where they are arranged at an asymmetrical position shifted by a predetermined distance or less from a symmetric position according to the shape of the user's arm.

<生体電位入力インタフェースシステム1000>
図9に、生体電位入力インタフェースシステム1000の構成の一例を示す。図9に示す生体電位入力インタフェースシステム1000は、センサ部100と、制御対象機器102とを備える。センサ部100は、生体電位計測部2と、動作検出部3と、動作判定部4と、判定基準蓄積部5と、判定結果送信部6とを備える。制御対象機器102は、判定結果受信部7と、機器制御部8と、制御対象機器本体9を備える。センサ部100は制御対象機器102と有線又は無線で接続されており、情報が送受信される。なお、センサ部100のみを生体電位入力センサ装置とも表記する。
<Biopotential input interface system 1000>
FIG. 9 shows an example of the configuration of the biopotential input interface system 1000. A biopotential input interface system 1000 illustrated in FIG. 9 includes a sensor unit 100 and a control target device 102. The sensor unit 100 includes a bioelectric potential measurement unit 2, an operation detection unit 3, an operation determination unit 4, a determination reference accumulation unit 5, and a determination result transmission unit 6. The control target device 102 includes a determination result receiving unit 7, a device control unit 8, and a control target device main body 9. The sensor unit 100 is connected to the control target device 102 by wire or wirelessly, and transmits and receives information. Note that only the sensor unit 100 is also referred to as a biopotential input sensor device.

<センサ部100>
生体電位計測部2は電気的に接続された複数の計測電極を用いて、ユーザ1の生体電位を計測する。ユーザ1の生体電位の例は、筋電位である。
<Sensor part 100>
The bioelectric potential measurement unit 2 measures the bioelectric potential of the user 1 using a plurality of electrically connected measurement electrodes. An example of the bioelectric potential of the user 1 is myoelectric potential.

動作検出部3は、予め保持する検出基準を参照して、生体電位計測部2で計測された複数の生体電位からユーザ1の意図的な動作(ジェスチャ)に対応する複数の生体電位を検出する。例えば、動作検出部3は、検出基準として所定の閾値の電圧を保持し、生体電位計測部2で計測された生体電位から所定の閾値以上の電位を検出する。所定の閾値以上の電位は絶対値であっても良く、前の時刻の電位との電位の変化の大きさであっても良い。   The motion detection unit 3 refers to detection criteria held in advance, and detects a plurality of biopotentials corresponding to the intentional motion (gesture) of the user 1 from the plurality of biopotentials measured by the biopotential measurement unit 2. . For example, the motion detection unit 3 holds a voltage having a predetermined threshold as a detection reference, and detects a potential equal to or higher than the predetermined threshold from the bioelectric potential measured by the bioelectric potential measurement unit 2. The potential equal to or higher than the predetermined threshold value may be an absolute value, or may be the magnitude of the potential change from the potential at the previous time.

または、検出基準としてユーザの所定の動作に対応する筋電位を予め保持する。所定の動作に対応する筋電位とは、各チャンネルの電位の大きさ又は電位の変化である。計測された生体電位と予め保持する筋電位とが所定の閾値以上の一致度以上である場合に、計測された生体電位を意図的な動作として検出する。動作検出部3は、一致度を判断する所定の閾値を予め保持する。所定の動作に対応する筋電位とは、各計測電極の電位の大きさの情報である。各計測電極の電位の大きさは絶対値でも良いし、電位の大きさの割合でも良い。   Alternatively, a myoelectric potential corresponding to a user's predetermined action is held in advance as a detection reference. The myoelectric potential corresponding to a predetermined action is the magnitude of the potential of each channel or a change in potential. When the measured bioelectric potential and the myoelectric potential held in advance are equal to or greater than a predetermined threshold value, the measured bioelectric potential is detected as an intentional action. The motion detection unit 3 holds in advance a predetermined threshold value for determining the degree of coincidence. The myoelectric potential corresponding to a predetermined operation is information on the magnitude of the potential of each measurement electrode. The magnitude of the potential of each measurement electrode may be an absolute value or a ratio of the magnitude of the potential.

動作判定部4は、判定基準蓄積部5が保持する判定基準を参照して、動作検出部3が検出した生体電位に対応するジェスチャを判定する。   The operation determination unit 4 determines a gesture corresponding to the bioelectric potential detected by the operation detection unit 3 with reference to the determination criterion held by the determination criterion accumulation unit 5.

判定基準蓄積部5は、電位と動作(ジェスチャ)とを対応付けた判定基準を保持する。基準の一例は、各計測電極を用いて計測した電位の大きさと動作(ジェスチャ)とを対応付けた情報である。各計測電極の電位の大きさは絶対値でも良いし、電位の大きさの割合でも良い。   The determination reference accumulation unit 5 holds a determination reference that associates a potential with an action (gesture). An example of the reference is information in which the magnitude of the potential measured using each measurement electrode is associated with an action (gesture). The magnitude of the potential of each measurement electrode may be an absolute value or a ratio of the magnitude of the potential.

判定結果送信部6は、動作判定部4が判定したジェスチャを制御対象機器102に送信する。   The determination result transmission unit 6 transmits the gesture determined by the operation determination unit 4 to the control target device 102.

なお、動作判定部4は、センサ部100の外部に存在する判定基準蓄積部5から有線又は無線を通じて判定基準を取得し、取得した判定基準に基づいて動作を判定しても良い。つまり、センサ部100は、判定基準蓄積部5を備えていなくても良い。同様に、動作検出部3は、外部の記憶部から検出基準を取得し、取得した検出基準に基づいて検出しても良い。   Note that the operation determination unit 4 may acquire a determination reference from the determination reference storage unit 5 existing outside the sensor unit 100 through a wired or wireless connection, and may determine an operation based on the acquired determination reference. That is, the sensor unit 100 may not include the determination reference accumulation unit 5. Similarly, the operation detection unit 3 may acquire a detection reference from an external storage unit and detect it based on the acquired detection reference.

以下、意図的な動作を第1の動作とも表記し、動作判定部4が判定する動作を第2の動作とも表記する。第1の動作と第2の動作は同じ動作の場合を含む。   Hereinafter, the intentional operation is also expressed as a first operation, and the operation determined by the operation determination unit 4 is also expressed as a second operation. The first operation and the second operation include the same operation.

<制御対象機器102>
判定結果受信部7は、センサ部100(判定結果送信部6)からユーザ1のジェスチャを受信する。
<Controlled device 102>
The determination result receiving unit 7 receives the gesture of the user 1 from the sensor unit 100 (determination result transmitting unit 6).

機器制御部8は、予め保持する操作基準を参照して、ユーザ1のジェスチャに対応する操作を決定する。機器制御部8は、決定した操作に基づいて、制御対象機器本体9の操作を制御する。   The device control unit 8 determines an operation corresponding to the gesture of the user 1 with reference to an operation criterion stored in advance. The device control unit 8 controls the operation of the control target device main body 9 based on the determined operation.

<生体電位入力インタフェースシステム1000の処理>
図10に、生体電位入力インタフェースシステム1000の処理のフローチャートを示す。図2(a)に示すように、センサ部100はユーザ1の前腕に装着されている場合の例を説明する。
<Processing of Biopotential Input Interface System 1000>
FIG. 10 shows a flowchart of processing of the biopotential input interface system 1000. As shown in FIG. 2A, an example in which the sensor unit 100 is worn on the forearm of the user 1 will be described.

(S101)
生体電位計測部2は、複数の計測電極を用いて、ユーザ1の生体電位として筋電位を計測する。図11に、生体電位計測部2により計測された筋電位の例を示す。図11の縦軸は、電位の大きさ(μV)であり、横軸の数字は、各測定電極を意味する。図11に示す筋電位の例は、生体電位計測部2により8個の計測電極を用いて計測した。横軸に示す1〜7の電位は、生体電位計測部2と、第1の計測電極から第7の計測電極のそれぞれとで測定した電位を意味する。以下、図11に示す1〜7の電位をチャンネル1〜7とも表記する。
(S101)
The bioelectric potential measurement unit 2 measures myoelectric potential as the bioelectric potential of the user 1 using a plurality of measurement electrodes. FIG. 11 shows an example of myoelectric potential measured by the bioelectric potential measuring unit 2. The vertical axis in FIG. 11 is the magnitude of the potential (μV), and the numbers on the horizontal axis mean each measurement electrode. The example of the myoelectric potential shown in FIG. 11 was measured by the bioelectric potential measuring unit 2 using eight measurement electrodes. The potentials 1 to 7 shown on the horizontal axis mean potentials measured by the biopotential measurement unit 2 and each of the first measurement electrode to the seventh measurement electrode. Hereinafter, the potentials 1 to 7 shown in FIG.

(S102)
動作検出部3は、所定の閾値以上の電位を有するユーザ1の生体電位(筋電位)を検出する。所定の閾値は、平常時の動作の電位より大きく、かつ、ユーザ1の意図的な動作をした時の電位の範囲に含まれる電位の大きさである。ユーザ1がセンサ部100を装着する部位又はセンサ部100を装着するユーザ1に応じて、予め計測した電位に基づいて設定できる。
(S102)
The motion detection unit 3 detects the bioelectric potential (muscle potential) of the user 1 having a potential equal to or higher than a predetermined threshold. The predetermined threshold is a magnitude of a potential that is larger than a normal operation potential and is included in a potential range when the user 1 performs an intentional operation. It can be set based on the potential measured in advance according to the part where the user 1 is wearing the sensor unit 100 or the user 1 who is wearing the sensor unit 100.

例えば、動作検出部3は、計測した複数の筋電位の少なくとも1個の筋電位が所定の閾値以上の電位を有する時刻を取得する。なお、取得した時刻は、一定の幅を有していても良い。取得した時刻を用いて、生体電位計測部2が計測した筋電位をユーザ1の動作(ジェスチャ)に対応する生体電位として決定する。   For example, the motion detection unit 3 acquires a time at which at least one myoelectric potential of the plurality of measured myoelectric potentials has a potential equal to or higher than a predetermined threshold. Note that the acquired time may have a certain width. Using the acquired time, the myoelectric potential measured by the bioelectric potential measuring unit 2 is determined as the bioelectric potential corresponding to the operation (gesture) of the user 1.

図11に示す例において、所定の閾値が縦軸の200を示す電位の場合、チャンネル5〜7の電位が閾値を超えている。よって、動作検出部3は、閾値を超えた電位を有する時刻でのチャンネル1〜7の電位を、ユーザ1の意図的な動作(ジェスチャ)に対応する生体電位として決定する。   In the example shown in FIG. 11, when the predetermined threshold is a potential indicating 200 on the vertical axis, the potentials of the channels 5 to 7 exceed the threshold. Therefore, the motion detection unit 3 determines the potentials of the channels 1 to 7 at the time having the potential exceeding the threshold as the biopotential corresponding to the intentional motion (gesture) of the user 1.

動作検出部3がユーザ1の意図的な動作に対応する生体電位を検出できなかった場合には、S101に戻る。動作検出部3がユーザ1の意図的な動作に対応する生体電位を検出した場合には、S103に進む。   When the motion detection unit 3 cannot detect the bioelectric potential corresponding to the intentional motion of the user 1, the process returns to S101. When the motion detection unit 3 detects a bioelectric potential corresponding to the intentional motion of the user 1, the process proceeds to S103.

(S103)
動作判定部4は、判定基準蓄積部5が保持する基準を参照して、動作検出部3が検出した生体電位に対応する動作を判定する。図12に、判定基準蓄積部5に蓄積されている、動作と生体電位とを対応付けた情報の一例を示す。図12に示す手の動作は、手をグー(stone)にする動作、親指を曲げて手を開いた動作などの時の各チャンネルの電位の大きさである。
(S103)
The operation determination unit 4 determines an operation corresponding to the bioelectric potential detected by the operation detection unit 3 with reference to the reference held by the determination reference accumulation unit 5. FIG. 12 shows an example of information that is stored in the determination criterion storage unit 5 and that associates an action with a bioelectric potential. The hand motion shown in FIG. 12 is the magnitude of the potential of each channel when the hand is moved to a stone, the thumb is bent and the hand is opened.

例えば、動作判定部4は、図12に示す判定基準蓄積部5に蓄積されている基準を参照して、図11示す動作検出部3が検出した電位に対応する動作を判定する。このとき、動作判定部4は、図11に示す電位は、動作aに対応すると判定する。   For example, the operation determination unit 4 determines an operation corresponding to the potential detected by the operation detection unit 3 shown in FIG. 11 with reference to the reference stored in the determination reference storage unit 5 shown in FIG. At this time, the operation determination unit 4 determines that the potential illustrated in FIG. 11 corresponds to the operation a.

判定結果送信部6は動作判定部4が判定した動作を制御対象機器102に送信する。   The determination result transmission unit 6 transmits the operation determined by the operation determination unit 4 to the control target device 102.

(S104)
判定結果受信部7は、判定結果送信部6から動作判定部4が判定した動作を受信する。
(S104)
The determination result receiving unit 7 receives the operation determined by the operation determining unit 4 from the determination result transmitting unit 6.

機器制御部8は、予め保持する操作基準を参照して、ユーザ1のジェスチャに対応する操作を決定する。機器制御部8は、決定した操作に基づいて、制御対象機器本体9の操作を制御する。   The device control unit 8 determines an operation corresponding to the gesture of the user 1 with reference to an operation criterion stored in advance. The device control unit 8 controls the operation of the control target device main body 9 based on the determined operation.

図13に、機器制御部8が予め保持する操作基準の例を示す。図13に示す例は、動作と制御対象機器102の操作とが対応付けられた情報である。制御対象機器102の操作の例は、制御対象機器102の電源のON、電源のOFF、音量の調節(音量を上げる又は音量を下げる)、設定した動作の実行(進む、戻る、ズームイン、ズームアウトなど)などである。   In FIG. 13, the example of the operation reference | standard which the apparatus control part 8 hold | maintains beforehand is shown. The example illustrated in FIG. 13 is information in which an operation and an operation of the control target device 102 are associated with each other. Examples of operations of the control target device 102 include turning on the power of the control target device 102, turning off the power, adjusting the volume (increasing or decreasing the volume), and executing the set operation (forward, return, zoom in, zoom out) Etc.).

<図10の処理フローの変形例1>
S102において、動作判定部4は、取得した時刻から所定時間後の筋電位を、ユーザ1の動作(ジェスチャ)に対応する生体電位とし決定しても良い。動作検出部3に含まれる記憶部に、所定時間を予め保持する。
<Modification 1 of the processing flow of FIG. 10>
In S <b> 102, the motion determination unit 4 may determine the myoelectric potential after a predetermined time from the acquired time as a bioelectric potential corresponding to the motion (gesture) of the user 1. A predetermined time is stored in advance in a storage unit included in the motion detection unit 3.

または、動作判定部4が予め所定時間を保持し、動作検出部3から時刻を取得し、判定する動作に対応する生体電位を取得しても良い。   Alternatively, the operation determination unit 4 may hold a predetermined time in advance, acquire the time from the operation detection unit 3, and acquire the bioelectric potential corresponding to the determination operation.

このとき、動作検出部3が検出する意図的な動作(第1の動作とも表記する)と、S103で動作判定部4が判定する動作(第2の動作とも表記する)とは異なる。ユーザ1は、生体電位入力インタフェースの処理を開始させるための第1の動作と、制御対象機器102の操作入力のための第2の動作とをする。   At this time, the intentional motion (also referred to as the first motion) detected by the motion detection unit 3 is different from the motion (also denoted as the second motion) determined by the motion determination unit 4 in S103. The user 1 performs a first operation for starting processing of the biopotential input interface and a second operation for operation input of the control target device 102.

<図10の処理フローの変形例2>
図10に示す例では、生体電位入力インタフェースシステム1000は、図12及び図13の基準を用いて、ユーザ1の生体電位から制御対象機器の操作を求める。
<Modification 2 of the processing flow of FIG. 10>
In the example illustrated in FIG. 10, the biopotential input interface system 1000 obtains an operation of the control target device from the biopotential of the user 1 using the reference in FIGS. 12 and 13.

判定基準蓄積部5は、図14に示すユーザの生体電位と制御対象機器102の操作とを対応付けた情報を保持しても良い。動作判定部4は、ユーザの生体電位と制御対象機器102の操作とを対応付けた情報を参照して、ユーザの生体電位から制御対象機器102の操作を判定する。センサ部100は(判定結果送信部6)、制御対象機器102に制御対象機器102の操作を送信する。   The criterion storage unit 5 may hold information in which the bioelectric potential of the user illustrated in FIG. 14 and the operation of the control target device 102 are associated with each other. The operation determination unit 4 determines the operation of the control target device 102 from the user's biopotential by referring to information in which the user's biopotential is associated with the operation of the control target device 102. The sensor unit 100 (determination result transmission unit 6) transmits the operation of the control target device 102 to the control target device 102.

機器制御部8は、センサ部100から受信した制御対象機器102の操作に基づいて、制御対象機器の操作を制御する。   The device control unit 8 controls the operation of the control target device based on the operation of the control target device 102 received from the sensor unit 100.

<生体電位入力インタフェースシステムの変形例1>
図15に、生体電位入力インタフェースシステム1001の構成を示す。図15に示す生体電位入力インタフェースシステム1001は、センサ部100と、認識部101と、制御対象機器102とを備えている。センサ部100と認識部101とを認識装置とも表記する。
センサ部100と、認識部101と、制御対象機器102とは、有線又は無線で接続されており、情報が送受信される。
<Variation 1 of the biopotential input interface system>
FIG. 15 shows the configuration of the biopotential input interface system 1001. A biopotential input interface system 1001 illustrated in FIG. 15 includes a sensor unit 100, a recognition unit 101, and a control target device 102. The sensor unit 100 and the recognition unit 101 are also referred to as a recognition device.
The sensor unit 100, the recognition unit 101, and the control target device 102 are connected by wire or wireless, and information is transmitted and received.

実施形態1の生体電位入力インタフェースシステムと異なる点は、動作検出部3、動作判定部4、判定基準蓄積部5、及び判定結果送信部6を含む認識部101が追加され、認識部101に含まれる構成がセンサ部100から除かれていることである。   A difference from the biopotential input interface system of the first embodiment is that a recognition unit 101 including an operation detection unit 3, an operation determination unit 4, a determination reference accumulation unit 5, and a determination result transmission unit 6 is added and included in the recognition unit 101. That is, the configuration is excluded from the sensor unit 100.

センサ部100Aは、生体電位計測部2と、計測電位送信部2Aとを備える。認識部101は、計測電位受信部2Bと、動作検出部3と、動作判定部4と、判定基準蓄積部5と、判定結果送信部6とを備える。制御対象機器102は、機器制御部8と、制御対象機器本体9とを備える。   The sensor unit 100A includes a bioelectric potential measurement unit 2 and a measurement potential transmission unit 2A. The recognition unit 101 includes a measurement potential reception unit 2B, an operation detection unit 3, an operation determination unit 4, a determination reference accumulation unit 5, and a determination result transmission unit 6. The control target device 102 includes a device control unit 8 and a control target device main body 9.

センサ部100に含まれる計測電位送信部2Aは、認識部101に含まれる計測受信部2Bに、測定した生体電位を送信する。   The measurement potential transmission unit 2A included in the sensor unit 100 transmits the measured bioelectric potential to the measurement reception unit 2B included in the recognition unit 101.

図15に示す生体電位入力インタフェースシステム1001は、図10に示すフローチャートと同様の処理を行う。   The biopotential input interface system 1001 shown in FIG. 15 performs the same processing as the flowchart shown in FIG.

<ハードウェア構成>
図16に、図9に示すセンサ部100のハードウェア構成を示す。
<Hardware configuration>
FIG. 16 shows a hardware configuration of the sensor unit 100 shown in FIG.

センサ部100は生体計測部210と、信号処理部220と、送信部230と、バッテリ部202とを備える。生体計測部210と、信号処理部220と、送信部230とは、バス201を介して接続される。   The sensor unit 100 includes a living body measurement unit 210, a signal processing unit 220, a transmission unit 230, and a battery unit 202. The biological measurement unit 210, the signal processing unit 220, and the transmission unit 230 are connected via the bus 201.

生体計測部210は、生体電位計測部2と、計測電極114と、参照電極と、アース電極とに対応する。生体計測部210は、アース211と、参照電極212と、計測電極213a〜213hと、生体アンプ214と、AD変換部215とを備える。アース211と、参照電極212と、計測電極213a〜213hと用いて計測された電位を生体アンプ214で増幅する。AD変換部215は生体アンプ214で増幅した電位が変換する。   The biometric measurement unit 210 corresponds to the biopotential measurement unit 2, the measurement electrode 114, the reference electrode, and the ground electrode. The biological measurement unit 210 includes a ground 211, a reference electrode 212, measurement electrodes 213a to 213h, a biological amplifier 214, and an AD conversion unit 215. The potential measured using the ground 211, the reference electrode 212, and the measurement electrodes 213a to 213h is amplified by the biological amplifier 214. The AD converter 215 converts the potential amplified by the biological amplifier 214.

信号処理部220は、CPU221と、RAM222と、RAMに含まれるプログラム223と、ROM224とを備える。信号処理部220は、動作検出部3と、動作判定部4と、判定基準蓄積部5とに対応する。   The signal processing unit 220 includes a CPU 221, a RAM 222, a program 223 included in the RAM, and a ROM 224. The signal processing unit 220 corresponds to the motion detection unit 3, the motion determination unit 4, and the determination reference accumulation unit 5.

送信部230は、アンテナ232aと、送信制御部231とを備える。送信部230は、判定結果送信部6に対応する。   The transmission unit 230 includes an antenna 232a and a transmission control unit 231. The transmission unit 230 corresponds to the determination result transmission unit 6.

(実施の形態2)
図17に、生体電位入力インタフェースシステム1002は、センサ部100と、制御対象機器102とを備える。センサ部100は、生体電位計測部2と、動作検出部3と、動作判定部4と、判定基準蓄積部5と、判定結果送信部6とを備える。制御対象機器102は、判定結果受信部7と、機器制御部8と、制御対象機器本体9と、画面遷移制御部10と、表示制御部11と、表示部12とを備える。なお、判定結果受信部7と、機器制御部8と、画面遷移制御部10と、表示制御部11とを機器制御装置とも表記する。
(Embodiment 2)
In FIG. 17, the biopotential input interface system 1002 includes a sensor unit 100 and a control target device 102. The sensor unit 100 includes a bioelectric potential measurement unit 2, an operation detection unit 3, an operation determination unit 4, a determination reference accumulation unit 5, and a determination result transmission unit 6. The control target device 102 includes a determination result receiving unit 7, a device control unit 8, a control target device main body 9, a screen transition control unit 10, a display control unit 11, and a display unit 12. The determination result receiving unit 7, the device control unit 8, the screen transition control unit 10, and the display control unit 11 are also referred to as a device control device.

図17に示す生体電位入力インタフェースシステム1002は、図9に示す生体電位入力インタフェースシステム1000と異なり、制御対象機器102が画面遷移制御部10と、表示制御部11と、表示部12とを備える。なお、
表示部12は、ユーザの動作(ジェスチャ)及び操作の対応付けの関係を表示する。詳細は後述する。また、表示部12は制御対象機器本体9と一体として形成され、制御対象機器102の操作された結果などを表示しても良い。
A biopotential input interface system 1002 illustrated in FIG. 17 is different from the biopotential input interface system 1000 illustrated in FIG. 9 in that a control target device 102 includes a screen transition control unit 10, a display control unit 11, and a display unit 12. In addition,
The display unit 12 displays the association relationship between the user's operation (gesture) and operation. Details will be described later. Further, the display unit 12 may be formed integrally with the control target device main body 9 and may display a result of operating the control target device 102 or the like.

画面遷移制御部10は、ユーザの動作に対応する操作の情報に基づいて、表示部10の表示画面の遷移の制御情報を決定する。表示制御部11は、画面遷移制御部10が決定した制御情報に従って表示部12の表示を制御する。   The screen transition control unit 10 determines display screen transition control information of the display unit 10 based on operation information corresponding to the user's operation. The display control unit 11 controls the display of the display unit 12 according to the control information determined by the screen transition control unit 10.

図18(a)〜(c)に、表示部12が表示するユーザの動作(ジェスチャ)及び操作の対応付けと映像情報(コンテンツ)との一例を示す。   FIGS. 18A to 18C show examples of user operations (gestures) and operation associations displayed on the display unit 12 and video information (contents).

図18(a)に示す表示部12は、映像情報121a及び121bが表示されている。映像情報121a及び121bを含む映像情報を総称して、映像情報121と表記する。映像情報121a及び121bの例は、動画情報、画像情報、又は制御対象機器本体の操作情報などである。また、表示部12には、複数の映像情報を囲むように枠122と、枠122の移動方向の矢印123とが表示されている。表示部12には、ユーザ1の動作に対応する操作の一例を示す判定基準124を示す。判定基準124は、機器制御部8の保持する操作基準、又は実施の形態1の変形例2の判定基準蓄積部5に蓄積される基準の操作に対応する。   The display section 12 shown in FIG. 18A displays video information 121a and 121b. Video information including the video information 121a and 121b is collectively referred to as video information 121. Examples of the video information 121a and 121b are moving image information, image information, or operation information of the control target device main body. Further, the display unit 12 displays a frame 122 and an arrow 123 indicating the moving direction of the frame 122 so as to surround a plurality of pieces of video information. The display unit 12 shows a determination criterion 124 indicating an example of an operation corresponding to the operation of the user 1. The determination criterion 124 corresponds to the operation reference held by the device control unit 8 or the reference operation stored in the determination reference storage unit 5 of the second modification of the first embodiment.

図18に示す状態で、Zoom inの操作に対応するユーザ1の動作を認識された場合、画面遷移制御部10は、図18(b)に示す表示画面に遷移するように決定する。表示制御部11により表示部12が制御され、図18に示す表示に遷移する。   In the state illustrated in FIG. 18, when the operation of the user 1 corresponding to the operation of Zoom in is recognized, the screen transition control unit 10 determines to transition to the display screen illustrated in FIG. The display controller 12 is controlled by the display controller 11, and the display transitions to the display shown in FIG.

例えば、表示部12の映像情報121aは猫(cat)の情報を示し、映像情報121bは犬(dog)の情報を示す。各映像情報121の右下部分に、各映像情報121の決定操作に対応する動作が表示されている。例えば、猫(cat)の映像情報121aに示されるCに対応するユーザの動作を、認識部により認識された場合、画面遷移制御部10及び表示制御部11により、図18(c)に示すように、表示部12の表示を遷移させる。   For example, the video information 121a on the display unit 12 indicates information on a cat (cat), and the video information 121b indicates information on a dog (dog). In the lower right part of each video information 121, an operation corresponding to the determination operation of each video information 121 is displayed. For example, when the user's action corresponding to C shown in the cat video information 121a is recognized by the recognizing unit, the screen transition control unit 10 and the display control unit 11 perform the operation as shown in FIG. Then, the display of the display unit 12 is changed.

図19(a)〜(c)に、映像情報121の決定方法に関する動作の割り当ての例を示す。図19(a)及び(b)に示すように、映像情報121の表示画面における位置に合わせて動作を決定しても良いし、図19(c)に示すように、映像情報121の内容に応じて動作を決定しても良い。   FIGS. 19A to 19C show an example of assignment of operations related to the video information 121 determination method. As shown in FIGS. 19A and 19B, the operation may be determined in accordance with the position of the video information 121 on the display screen. As shown in FIG. The operation may be determined accordingly.

図20に、映像情報121の決定の動作の例を示す。例えば、猫(cat)の映像情報を決定するためには、Cの文字の横に示す動作を行えばよい。例えば、表示部12で決定動作ができる場合のみ、決定操作に対応する動作を表示することにより、決定の誤操作を低減できる。   FIG. 20 shows an example of the operation for determining the video information 121. For example, in order to determine the video information of a cat, the operation shown next to the letter C may be performed. For example, only when the determination operation can be performed on the display unit 12, by displaying the operation corresponding to the determination operation, it is possible to reduce erroneous determination operations.

表示画面遷移部10は、表示画面12の表示画面に応じて、動作判定部4が用いる判定基準を決定しても良い。図18(a)〜(c)に示す表示画面における情報124はそれぞれ異なる。例えば、図18(a)に示す表示画面を表示時の判定基準124には、映像情報121の決定の操作に対応する動作は含まれていない。図18(b)示す表示画面を表示時の判定基準124には、映像情報121の決定の操作(C、D、L、S、B、H)が含まれているのに対して、Zoom inの操作が含まれていない。図18(c)示す表示画面を表示時の判定基準124には、Returnの操作(図18(b)の状態に戻る)のみが含まれている。   The display screen transition unit 10 may determine a determination criterion used by the operation determination unit 4 according to the display screen of the display screen 12. The information 124 on the display screen shown in FIGS. 18A to 18C is different. For example, the criterion 124 for displaying the display screen shown in FIG. 18A does not include an operation corresponding to the operation for determining the video information 121. The determination criterion 124 for displaying the display screen shown in FIG. 18B includes operations for determining the video information 121 (C, D, L, S, B, H), whereas Zoom in Operations are not included. The determination criterion 124 at the time of displaying the display screen shown in FIG. 18C includes only a return operation (returning to the state shown in FIG. 18B).

このように、表示部12に表示されている表示画面に応じて、可能な操作に対応する動作のみを含む判定基準124を用いることにより、誤判定時の制御対象機器の動作の不具合を低減できる。例えば、制御対象機器に対して制御できない操作が決定された場合の他処理は難しい可能性がある。ただし、制御対象機器に対して制御できない操作であれば、間違った操作として進んだ場合でも、ユーザは前に戻る操作を行えば良い。   As described above, by using the determination criterion 124 including only the operation corresponding to the possible operation according to the display screen displayed on the display unit 12, it is possible to reduce malfunctions of the operation of the control target device at the time of erroneous determination. For example, other processing when an operation that cannot be controlled with respect to the control target device is determined may be difficult. However, if the operation cannot be controlled with respect to the control target device, even if the operation proceeds as an incorrect operation, the user may perform an operation of returning to the previous operation.

図21に、表示部12の表示画面遷移の処理のフローチャートを示す。   FIG. 21 shows a flowchart of the display screen transition process of the display unit 12.

(S201)
画面遷移制御部10は、を決定する。
(S201)
The screen transition control unit 10 determines.

画面遷移制御部10は、操作に対応する画面の情報と判定基準との対応関係の情報に基づいて、前回測定した生体電位に対応する操作に対応して表示される画面に対応する判定基準を動作判定部4(又は、判定基準蓄積部5)に送信することにより、判定基準(ジェスチャDBとも表記する)を切り替える
(S202)
動作判定部4は、切り替えられた判定基準を参照して、ユーザの生体電位に対応する動作を判定する。
The screen transition control unit 10 determines the determination criterion corresponding to the screen displayed corresponding to the operation corresponding to the bioelectric potential measured last time based on the information on the correspondence between the screen information corresponding to the operation and the determination criterion. By transmitting to the operation determination unit 4 (or the determination criterion storage unit 5), the determination criterion (also referred to as gesture DB) is switched (S202).
The operation determination unit 4 determines the operation corresponding to the bioelectric potential of the user with reference to the switched determination criterion.

(S203)
機器制御部8は、動作判定部4が判定した動作に対応する操作を決定する。画面遷移制御部10は、機器制御部8からユーザの動作に対応する操作を受信し、操作に対応して表示する画面を決定する。表示制御部11は、決定した画面に基づいて、画面を遷移させる。
(S203)
The device control unit 8 determines an operation corresponding to the operation determined by the operation determination unit 4. The screen transition control unit 10 receives an operation corresponding to the user's operation from the device control unit 8, and determines a screen to be displayed corresponding to the operation. The display control unit 11 changes the screen based on the determined screen.

なお、動作判定部4が操作基準を参照して、ユーザの生体電位から操作を決定する場合には、動作判定部4がユーザの動作に対応する操作を決定する。   Note that when the operation determination unit 4 refers to the operation standard and determines an operation from the bioelectric potential of the user, the operation determination unit 4 determines an operation corresponding to the user's operation.

<変形例1>
図22(a)及び(b)に、映像情報121の選択画面における動作の速度を変更する例を示す。図22(a)に示す例では、ユーザ1は人差し指のみを立てて動作を行っている。図22(b)に示す例では、ユーザ1は人差し指と中指を立てて動作を行っている。図22(a)及び(b)では、ユーザ1は、映像情報121を上、下、右、又は左にスクロールする動作をしている。
<Modification 1>
22A and 22B show an example of changing the operation speed on the selection screen of the video information 121. FIG. In the example shown in FIG. 22A, the user 1 is operating with only the index finger raised. In the example shown in FIG. 22B, the user 1 is operating with the index and middle fingers raised. 22A and 22B, the user 1 is performing an operation of scrolling the video information 121 up, down, right, or left.

このとき、図22(b)に示す例の動作をした場合の画面の移動速度を、図22(a)に示す例の動作をした場合の画面の移動速度よりも速くする。   At this time, the moving speed of the screen when the operation shown in FIG. 22B is performed is made faster than the moving speed of the screen when the operation shown in FIG. 22A is performed.

上、下、右、又は左に指又は腕を動作させる際に、人差し指と中指を立てた動作は、人差し指のみを立てた動作よりも不自然な動きである。全ての指を立てた状態又は図22(a)に示す状態で指又は腕を動作させることが通常の動作であると考えられる。   When the finger or arm is moved up, down, right, or left, the operation with the index finger and the middle finger raised is more unnatural than the operation with only the index finger raised. It is considered that the normal operation is to move the fingers or arms with all fingers raised or in the state shown in FIG.

そこで、ユーザ1はあえて人差し指と中指を立てた動作をする場合には、生体電位入力インタフェースシステムの動作を理解していることを意味すると考えられる。システムの動作を理解している(習熟している)場合には、速くスムースに動くことが求められる。したがって、比較的不自然な動きをした場合には、自然な動きをした場合よりも、ユーザ1の動作に対応する操作が速く又は大きくなるようにする。   Therefore, when the user 1 dares to perform the operation with the index finger and middle finger raised, it is considered that the user 1 understands the operation of the biopotential input interface system. If you understand (skilled) the operation of the system, you need to move quickly and smoothly. Therefore, when a relatively unnatural movement is made, an operation corresponding to the movement of the user 1 is made faster or larger than when a natural movement is made.

例えば、ユーザの動作に応じて、指を立てる本数が所定の本数より多い場合に、操作を速く又は大きくするようにしても良い。または、指を立てる本数が所定の本数より少ない場合に、操作を速く又は大きくするようにしても良い。   For example, according to the user's action, when the number of fingers to be raised is larger than a predetermined number, the operation may be made faster or larger. Alternatively, when the number of fingers to be raised is less than a predetermined number, the operation may be made faster or larger.

また、例えば、表示画面の遷移中にユーザが動作した場合には、表示画面の表示後にユーザが動作した場合よりも速く又は大きく操作されるようにする。   Further, for example, when the user operates during the transition of the display screen, the operation is performed faster or larger than when the user operates after the display screen is displayed.

<変形例2>
動作検出部3を加速度センサにより構成する。加速度センサはユーザ1に装着される。生体電位計測部2又は計測電極の付近に配置することが望ましい。ユーザの動作を、生体電位と加速度との異なる観点から取得できる。
<Modification 2>
The motion detection unit 3 is composed of an acceleration sensor. The acceleration sensor is attached to the user 1. It is desirable to arrange in the vicinity of the biopotential measurement unit 2 or the measurement electrode. User actions can be acquired from different viewpoints of biopotential and acceleration.

例えば、ユーザ1が図13に示すaの動作(石の形)を行う場合を例に説明する。ユーザ1がaの動作(石の形)をするときの動作は、2つの動作に分けることができると考えられる。第1の動作は、ひじから指先の上から下に振り下ろす動作である。第2の動作は、腕を振り下ろす間に、指先を動かして石の形にする動作である。   For example, the case where the user 1 performs the operation (a stone shape) shown in FIG. 13 will be described as an example. It is considered that the operation when the user 1 performs the operation a (stone shape) can be divided into two operations. The first operation is an operation of swinging down from the top of the fingertip to the bottom of the fingertip. The second operation is an operation of moving the fingertip into a stone shape while swinging down the arm.

ユーザ1が腕の前腕にセンサ部100を装着し、センサ部100により筋電を測定する場合、第1の動作は前腕の筋肉の動きは少なく検出されにくくなる。したがって、センサ部100が加速度センサで構成される動作検出部3を備えることにより、動作検出部3が第1の動作を検出し、動作判定部4が第2の動作を判定することができる。通常、ユーザ1は第1の動作及び第2の動作を一連の動きとして行うことにより、生体電位入力を行うことができる。   When the user 1 wears the sensor unit 100 on the forearm of the arm and measures the myoelectricity by the sensor unit 100, the first operation is less likely to be detected because there is little movement of the forearm muscle. Therefore, when the sensor unit 100 includes the motion detection unit 3 configured by an acceleration sensor, the motion detection unit 3 can detect the first motion, and the motion determination unit 4 can determine the second motion. Normally, the user 1 can perform biopotential input by performing the first operation and the second operation as a series of movements.

例えば、操作に対応するユーザの動作に応じて、動作検出部3を加速度センサ又は生体電位センサで構成するかを決定しても良い。   For example, it may be determined whether the motion detection unit 3 is configured by an acceleration sensor or a biopotential sensor according to a user's motion corresponding to the operation.

<DBの作成方法>
図23に、判定基準作成部が図18(a)〜(c)に示す判定基準(DB)の作成方法を示す。判定基準作成部は、生体電位入力インターフェースシステムの構成に含まれていても良い。
<DB creation method>
FIG. 23 shows a method for creating the determination standard (DB) shown in FIGS. 18A to 18C by the determination standard creation unit. The determination reference creation unit may be included in the configuration of the biopotential input interface system.

(S301)
ユーザの動作(ジェスチャ)の種類を決定する。例えば、図20の映像情報121に示されるC、D、L、S、B、Hの動作である。
(S301)
The type of user action (gesture) is determined. For example, the operations are C, D, L, S, B, and H shown in the video information 121 of FIG.

(S302)
各動作(ジェスチャ)の動作をした時の生体電位(例えば、筋電位)を取得する。
(S302)
A bioelectric potential (for example, myoelectric potential) when each operation (gesture) is performed is acquired.

(303)
表示部12に表示する画面と、S301で決定した動作とを対応付ける。
(303)
The screen displayed on the display unit 12 is associated with the operation determined in S301.

(S304)
各動作(ジェスチャ)について、取得した生体電位の情報から規則(例えば、線形判別係数)を抽出する。
(S304)
For each operation (gesture), a rule (for example, a linear discrimination coefficient) is extracted from the acquired bioelectric potential information.

(S305)
表示部12に表示する画面毎に、複数の動作に対応する生体電位を判別する規則(例えば、線形判別係数)を判定基準蓄積部5に蓄積させる。
(S305)
For each screen displayed on the display unit 12, rules (for example, linear discrimination coefficients) for discriminating bioelectric potentials corresponding to a plurality of operations are accumulated in the criterion storage unit 5.

<具体的な計測結果>
図24に、センサ部100が測定した筋電位の例を示す。縦軸は電位の大きさを示し、横軸は時間を示す。図24に示す筋電位は、ユーザが動作をしていない通常状態Aの時間範囲の電位と、ユーザが意図的な動作をしている動作(起点)Bの時間範囲の電位と、認識対象空間Cの時間範囲の電位とを有する。ユーザが動作をしていないとは、制御対象機器を操作するための動作をしていないことを意味する。
<Specific measurement results>
FIG. 24 shows an example of myoelectric potential measured by the sensor unit 100. The vertical axis indicates the magnitude of the potential, and the horizontal axis indicates time. The myoelectric potential shown in FIG. 24 includes the potential in the time range of the normal state A in which the user is not operating, the potential in the time range of the operation (starting point) B in which the user is intentionally operating, and the recognition target space. Potential in the C time range. The fact that the user is not operating means that the user is not performing an operation for operating the control target device.

図24に示すユーザが動作をしていない通常状態Aの時間範囲では、筋電位の時間変化は小さい。   In the time range of the normal state A in which the user is not operating as shown in FIG. 24, the time change of the myoelectric potential is small.

図24に示す動作(起点)Bの時間範囲では、筋電位の時間変化が大きく、かつ、通常状態Aの筋電位と比較して非常に大きい電位が観測されている。このような電位を計測した場合に、動作検出部3はユーザの意図的な動作があると検出する。   In the time range of the operation (starting point) B shown in FIG. 24, the time change of the myoelectric potential is large and a very large potential is observed as compared with the myoelectric potential in the normal state A. When such a potential is measured, the motion detection unit 3 detects that there is a user's intentional motion.

図24に示す認識対象区間Cの時間範囲の電位に基づいて、ユーザの動作を検出する。   Based on the potential in the time range of the recognition target section C shown in FIG. 24, the user's action is detected.

図25に、図24に示す電位からユーザの動作を認識する処理のフローチャートを示す。   FIG. 25 shows a flowchart of processing for recognizing the user's operation from the potential shown in FIG.

(S401)
生体電位計測部2は、ユーザ1の生体電位を計測する。
(S401)
The bioelectric potential measurement unit 2 measures the bioelectric potential of the user 1.

(S402)
動作検出部3は、検出基準を参照して、ユーザ1の生体電位に対応する意図的な動作を検出する。
(S402)
The motion detection unit 3 refers to the detection standard and detects an intentional motion corresponding to the bioelectric potential of the user 1.

(S403)
動作検出部3が意図的な動作を検出した場合には、S404に進む。このとき、動作検出部3が意図的な動作を検出した時刻を、動作判定部4に送信する。動作検出部3が意図的な動作を検出しなかった場合には、S401に戻る。
(S403)
If the motion detection unit 3 detects an intentional motion, the process proceeds to S404. At this time, the time when the motion detection unit 3 detects the intentional motion is transmitted to the motion determination unit 4. If the motion detection unit 3 has not detected an intentional motion, the process returns to S401.

(S404)
動作判定部4は、動作検出部3が意図的な動作を検出した時刻から所定時間の範囲の分析区間を決定する。図24に示す例では、所定時間の範囲は、意図的な動作を検出した時刻から数秒後の時間範囲(認識対象空間Cの時間範囲)である。
(S404)
The motion determination unit 4 determines an analysis interval within a predetermined time range from the time when the motion detection unit 3 detects an intentional motion. In the example shown in FIG. 24, the range of the predetermined time is a time range (a time range of the recognition target space C) several seconds after the time when the intentional motion is detected.

(S405)
動作判定部4は、決定した分析区間における電位の特徴量を抽出する。特徴量は、分析区間における電位の大きさ、電位の時間変化などの情報を含む。動作判定部4は、特徴量として、判定基準蓄積部5に蓄積されている判定基準の情報と対応する情報を抽出する。
(S405)
The action determination unit 4 extracts the feature amount of the potential in the determined analysis section. The feature amount includes information such as the magnitude of the potential in the analysis section and the temporal change of the potential. The operation determination unit 4 extracts information corresponding to the determination criterion information stored in the determination criterion storage unit 5 as a feature amount.

(S406)
動作判定部4は、判定基準を参照して、分析区間の特徴量に対応する動作を判定する。
(S406)
The operation determination unit 4 refers to the determination criterion and determines an operation corresponding to the feature amount of the analysis section.

(S407)
判定結果送信部6は、動作判定部4が判定した動作を、制御対象機器102に送信する。
(S407)
The determination result transmission unit 6 transmits the operation determined by the operation determination unit 4 to the control target device 102.

なお、S406で、動作判定部4は、操作基準を用いて、分析区間の特徴量に対応する操作を判定しても良い。そのとき、判定結果送信部6は、動作判定部4が判定した操作を、制御対象機器102に送信する。   In S406, the motion determination unit 4 may determine an operation corresponding to the feature amount of the analysis section using the operation criterion. At that time, the determination result transmission unit 6 transmits the operation determined by the operation determination unit 4 to the control target device 102.

筋電入力インタフェース装置によれば、ジェスチャの特性を活用し、上下左右の伝達については、そのままの動作を認識し、画面上に表示された複数のアイコンの選択には、指文字のジェスチャ等を併用することで、より簡便な操作になる。本発明は、機器操作の中でも、複数のアイコンからの選択が必要な操作、具体的には、テレビ上の操作、スマートフォンの操作、家庭内機器の操作パネル等に応用可能である。   According to the myoelectric input interface device, the gesture characteristics are utilized, the movements of up, down, left, and right are recognized as they are, and a finger character gesture is used to select a plurality of icons displayed on the screen. By using together, it becomes a simpler operation. The present invention can be applied to operations that require selection from a plurality of icons among device operations, specifically, operations on televisions, smartphone operations, operation panels of household devices, and the like.

複数の電極をユーザの前腕部の円周上に装着し、
手の動きに連動して発生する電極間の電位差を計測する生体電位計測部と、
前記生体電位計測部にて計測された電位差の時間変化からユーザの制御意図を検出する意図的動作検出部と、
ユーザの制御動作によって生じた生体電位のパターンと動作の対応を記憶する判定基準蓄積部と、
前記意図的動作検出部にて、意図的動作が検出された場合に、前記判定基準蓄積部に記憶された基準にしたがって、ユーザの動作を判定する動作判定部と、
前記動作判定部によって判定されたユーザの動作を制御対象の機器制御のために外部に送信する判定結果送信部を備えた筋電入力インタフェース装置。
Wear multiple electrodes on the circumference of the user's forearm,
A biopotential measurement unit that measures the potential difference between the electrodes generated in conjunction with the movement of the hand;
An intentional motion detection unit that detects a user's control intention from the time change of the potential difference measured by the biopotential measurement unit;
A criterion storage for storing the correspondence between the biopotential pattern generated by the user's control operation and the operation;
When the intentional motion is detected by the intentional motion detection unit, an operation determination unit that determines the user's motion according to the criterion stored in the determination criterion storage unit;
A myoelectric input interface device including a determination result transmission unit configured to transmit a user operation determined by the operation determination unit to the outside for device control of a control target.

筋電入力インタフェース装置と、
筋電入力インタフェース装置が出力したユーザの動作結果を受信する判定結果受信部と、
前記判定結果受信部が受信した判定結果に基づいてユーザへの表示する画面の遷移状態を算出する画面遷移制御部と、
前記画面遷移制御部は前記判定基準蓄積部に蓄積された判定基準の切り替えを行った後に、前記画面遷移制御部の出力に基づき表示内容を制御する表示制御部と、
前記表示制御部の制御を受けてユーザに情報表示をする表示部とを備えた筋電入力インタフェースシステム。
A myoelectric input interface device;
A determination result receiving unit that receives a user operation result output from the myoelectric input interface device;
A screen transition control unit that calculates a transition state of a screen to be displayed to the user based on the determination result received by the determination result receiving unit;
The screen transition control unit, after switching the criterion stored in the criterion storage unit, a display control unit for controlling display content based on the output of the screen transition control unit;
A myoelectric input interface system comprising: a display unit that displays information to a user under the control of the display control unit.

前記判定基準蓄積部には、指を上下左右に移動させるジェスチャが含まれ、前記動作判定部で上下左右が判定された時に、前記表示制御部では画面全体を上下左右にスクロールさせる表示制御を行う筋電入力インタフェースシステム。   The determination reference accumulation unit includes a gesture for moving a finger up, down, left, and right. When the operation determination unit determines up, down, left, and right, the display control unit performs display control to scroll the entire screen up, down, left, and right. Myoelectric input interface system.

前記画面制御部で制御される画面には複数選択肢が表示され、各選択肢には所定のジェスチャが対応付けられており、前記動作判定部にて所定のジェスチャが判定された場合には、対応付けられた選択肢が選択される筋電入力インタフェースシステム。   A plurality of options are displayed on the screen controlled by the screen control unit, each option is associated with a predetermined gesture, and when a predetermined gesture is determined by the motion determination unit, an association is performed. EMG input interface system where selected options are selected.

前記画面制御部で制御される画面には複数選択肢が表示され、各選択肢の近くに対応付けられたジェスチャが文字や画像で示されており、ユーザは示された文字や画像に従って各選択肢に対応したジェスチャを入力する筋電入力インタフェースシステム。   Multiple options are displayed on the screen controlled by the screen control unit, and gestures associated with each option are indicated by characters and images, and the user responds to each option according to the displayed characters and images. EMG input interface system to input gestures made.

前記画面制御部で制御される画面には複数選択肢が表示され、各選択肢の近くに数字が示されており、ユーザは示された数字をジェスチャで入力する筋電入力インタフェースシステム。   A myoelectric input interface system in which a plurality of options are displayed on the screen controlled by the screen control unit, and numerals are displayed near each option, and the user inputs the displayed numerals with a gesture.

前記画面制御部で制御される画面には複数選択肢が表示され、各選択肢の近くに文字が示されており、ユーザは示された文字をジェスチャで入力する筋電入力インタフェースシステム。   A myoelectric input interface system in which a plurality of options are displayed on the screen controlled by the screen control unit, characters are shown near each option, and the user inputs the displayed characters with a gesture.

前記画面制御部で制御される画面には複数選択肢が表示され、各選択肢の近くには選択肢に関連した文字が示されており、ユーザは示された文字をジェスチャで入力する筋電入力インタフェースシステム。   A plurality of choices are displayed on the screen controlled by the screen control unit, and characters related to the choices are displayed near each choice, and the user inputs the indicated characters with a gesture. .

前記画面制御部で制御される画面には複数選択肢が表示され、各選択肢の近くには選択肢の最初の文字が示されており、ユーザは示された文字をジェスチャで入力する筋電入力インタフェースシステム。   A plurality of choices are displayed on the screen controlled by the screen control unit, the first letter of the choice is shown near each choice, and the myoelectric input interface system in which the user inputs the indicated letter with a gesture .

前記画面制御部で制御される画面には複数選択肢が表示され、各選択肢の近くには指文字のジェスチャ画像が示されており、ユーザは示された画像を見ながらジェスチャで入力する筋電入力インタフェースシステム。   A plurality of choices are displayed on the screen controlled by the screen control unit, and finger gesture images are shown near each choice. Interface system.

手の動きに連動して発生する電極間の電位差を計測する生体電位計測ステップと、
前記生体電位計測部にて計測された電位差の時間変化からユーザの制御意図を検出する意図的動作検出ステップと、
ユーザの制御動作によって生じた生体電位のパターンと動作の対応を記憶する判定基準蓄積ステップと、
前記意図的動作検出部にて、意図的動作が検出された場合に、前記判定基準蓄積部に記憶された基準にしたがって、ユーザの動作を判定する動作判定ステップと、
前記動作判定部によって判定されたユーザの動作を制御対象の機器制御のために外部に送信する判定結果送信ステップを包含する。
A biopotential measurement step for measuring the potential difference between the electrodes generated in conjunction with the movement of the hand;
An intentional motion detection step of detecting the user's control intention from the time change of the potential difference measured by the biopotential measurement unit;
A criterion accumulation step for storing the correspondence between the biopotential pattern generated by the user's control action and the action;
In the intentional motion detection unit, when an intentional motion is detected, an operation determination step of determining a user's operation according to the criterion stored in the determination criterion accumulation unit;
A determination result transmission step of transmitting the user's operation determined by the operation determination unit to the outside for controlling a device to be controlled;

手の動きに連動して発生する電極間の電位差を計測する生体電位計測ステップと、
前記生体電位計測部にて計測された電位差の時間変化からユーザの制御意図を検出する意図的動作検出ステップと、
ユーザの制御動作によって生じた生体電位のパターンと動作の対応を記憶する判定基準蓄積ステップと、
前記意図的動作検出部にて、意図的動作が検出された場合に、前記判定基準蓄積部に記憶された基準にしたがって、ユーザの動作を判定する動作判定ステップと、
前記動作判定部によって判定されたユーザの動作を制御対象の機器制御のために外部に送信する判定結果送信ステップを実行させるコンピュータプログラム。
A biopotential measurement step for measuring the potential difference between the electrodes generated in conjunction with the movement of the hand;
An intentional motion detection step of detecting the user's control intention from the time change of the potential difference measured by the biopotential measurement unit;
A criterion accumulation step for storing the correspondence between the biopotential pattern generated by the user's control action and the action;
In the intentional motion detection unit, when an intentional motion is detected, an operation determination step of determining a user's operation according to the criterion stored in the determination criterion accumulation unit;
A computer program for executing a determination result transmission step of transmitting a user operation determined by the operation determination unit to the outside for controlling a device to be controlled.

1 ユーザ
2 生体電位計測部
3 動作検出部
4 動作判定部
5 判定基準蓄積部
6 判定結果送信部
7 判定結果受信部
8 機器制御部
9 制御対象機器本体
100、100A センサ部
101 認識部
102 制御対象機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 User 2 Bioelectric potential measurement part 3 Operation | movement detection part 4 Operation | movement determination part 5 Judgment reference | standard accumulation | storage part 6 Judgment result transmission part 7 Judgment result reception part 8 Device control part 9 Control object apparatus main body 100, 100A Sensor part 101 Recognition part 102 Control object machine

Claims (10)

複数の計測電極を用いて、ユーザの生体電位を計測する生体電位計測部と、
第1の閾値の電圧を含む検出基準を参照して、前記ユーザの生体電位から前記ユーザの第1の動作に対応する動作を検出する動作検出部と、
前記動作検出部が第1の動作に対応する動作を検出した時、ユーザの動作と生体電位とを対応付けた判定基準を参照して、前記計測したユーザの生体電位に対応する前記ユーザ動作を判定する動作判定部と、
制御対象機器の操作とユーザの動作とを対応付けた操作基準を参照して、前記判定したユーザの動作に対応する操作を決定し、前記決定した操作を制御対象機器本体に対して送信する機器制御部とを備える、
生体電位入力インタフェースシステム。
A biopotential measurement unit that measures a user's biopotential using a plurality of measurement electrodes;
An operation detection unit that detects an operation corresponding to the first operation of the user from the bioelectric potential of the user with reference to a detection standard including a voltage of a first threshold;
When the motion detection unit detects a motion corresponding to the first motion, the user motion corresponding to the measured user biopotential is referred to with reference to a determination criterion that correlates the user motion and the biopotential. An operation determining unit for determining;
A device that determines an operation corresponding to the determined user's operation with reference to an operation standard that associates the operation of the control target device with the user's operation, and transmits the determined operation to the control target device main body. A control unit;
Biopotential input interface system.
さらに、
表示部と、
前記機器制御部が決定した動作に従って、前記表示部に表示する画面を決定する画面遷移制御部と、
前記表示部に表示する画面毎に、判定基準を蓄積する判定基準蓄積部とを備え、
前記動作判定部は、前記機器制御部が決定した動作の次のユーザの動作に対して、前記判定基準蓄積部に蓄積されている判定基準のうち、前記画面遷移制御部が決定した画面に対応する判定基準を参照して、前記計測したユーザの生体電位に対応する前記ユーザ動作を判定する、
請求項1に記載の生体電位入力インタフェースシステム。
further,
A display unit;
According to the operation determined by the device control unit, a screen transition control unit that determines a screen to be displayed on the display unit,
For each screen displayed on the display unit, a determination criterion storage unit that stores the determination criterion,
The operation determination unit corresponds to the screen determined by the screen transition control unit among the determination criteria stored in the determination criterion storage unit for the user's operation subsequent to the operation determined by the device control unit. Determining the user action corresponding to the measured bioelectric potential of the user with reference to a determination criterion to
The biopotential input interface system according to claim 1.
複数の計測電極を用いて、ユーザの生体電位を計測する生体電位計測部と、
加速度センサで構成され、所定の閾値以上の変化を検出した時に、前記ユーザの第1の動作に対応する動作を検出する動作検出部と、
前記動作検出部が第1の動作に対応する動作を検出した時、ユーザの動作と生体電位とを対応付けた判定基準を参照して、前記計測したユーザの生体電位に対応する前記ユーザ動作を判定する動作判定部と、
制御対象機器の操作とユーザの動作とを対応付けた操作基準を参照して、前記判定したユーザの動作に対応する操作を決定し、前記決定した操作を制御対象機器本体に対して送信する機器制御部とを備える、
生体電位入力インタフェースシステム。
A biopotential measurement unit that measures a user's biopotential using a plurality of measurement electrodes;
An operation detection unit configured by an acceleration sensor and detecting an operation corresponding to the first operation of the user when a change equal to or greater than a predetermined threshold is detected;
When the motion detection unit detects a motion corresponding to the first motion, the user motion corresponding to the measured user biopotential is referred to with reference to a determination criterion that correlates the user motion and the biopotential. An operation determining unit for determining;
A device that determines an operation corresponding to the determined user's operation with reference to an operation standard that associates the operation of the control target device with the user's operation, and transmits the determined operation to the control target device main body. A control unit;
Biopotential input interface system.
前記機器制御部は、
前記ユーザの動作が、前記ユーザの動作時の指を立てている本数が多い状態の動作である場合には、前記決定した操作の速度を大きくする、
請求項1又は3に記載の生体電位入力インタフェースシステム。
The device controller is
When the user's action is an action in a state where the number of fingers that are standing at the time of the user's action is large, the speed of the determined operation is increased.
The biopotential input interface system according to claim 1 or 3.
前記機器制御部は、
前記ユーザの動作が、前記ユーザの動作時の指を立てている本数が多い状態の動作である場合には、前記決定した操作の速度を小さくする、
請求項1又は3に記載の生体電位入力インタフェースシステム。
The device controller is
If the user's action is an action with a large number of fingers that are raised during the user's action, the speed of the determined operation is reduced.
The biopotential input interface system according to claim 1 or 3.
複数の計測電極を用いて、ユーザの生体電位を計測する生体電位計測ステップと、
第1の閾値の電圧を含む検出基準を参照して、前記ユーザの生体電位から前記ユーザの第1の動作に対応する動作を検出する動作検出ステップと、
前記動作検出ステップで第1の動作に対応する動作を検出した時、ユーザの動作と生体電位とを対応付けた判定基準を参照して、前記計測したユーザの生体電位に対応する前記ユーザ動作を判定する動作判定ステップと、
制御対象機器の操作とユーザの動作とを対応付けた操作基準を参照して、前記判定したユーザの動作に対応する操作を決定し、前記決定した操作を制御対象機器本体に対して送信する機器制御ステップとを備える、
生体電位入力方法。
A biopotential measurement step for measuring a user's biopotential using a plurality of measurement electrodes;
An operation detecting step of detecting an operation corresponding to the first operation of the user from the bioelectric potential of the user with reference to a detection standard including a voltage of the first threshold;
When an operation corresponding to the first operation is detected in the operation detection step, the user operation corresponding to the measured user bioelectric potential is referred to with reference to a determination criterion that associates the user operation with the bioelectric potential. An operation determining step for determining;
A device that determines an operation corresponding to the determined user's operation with reference to an operation standard that associates the operation of the control target device with the user's operation, and transmits the determined operation to the control target device main body. A control step,
Biopotential input method.
さらに、
前記機器制御部が決定した動作に従って、前記表示部に表示する画面を決定する画面遷移制御ステップを含み、
前記機器制御部が決定した動作の次のユーザの動作に対して、前記表示部に表示する画面毎に、判定基準を蓄積する判定基準蓄積部に蓄積されている判定基準のうち、前記画面遷移制御部が決定した画面に対応する判定基準を参照して、前記計測したユーザの生体電位に対応する前記ユーザ動作を判定する、
請求項6に記載の生体電位入力方法。
further,
In accordance with the operation determined by the device control unit, including a screen transition control step for determining a screen to be displayed on the display unit,
Of the determination criteria stored in the determination reference storage unit that stores the determination reference for each screen displayed on the display unit with respect to the user's operation subsequent to the operation determined by the device control unit, the screen transition With reference to a determination criterion corresponding to the screen determined by the control unit, the user action corresponding to the measured bioelectric potential of the user is determined.
The biopotential input method according to claim 6.
複数の計測電極を用いて、ユーザの生体電位を計測する生体電位計測ステップと、
前記ユーザに装着された加速度センサ、所定の閾値以上の変化を検出した時に、前記ユーザの第1の動作に対応する動作を検出する動作検出ステップと、
前記動作検出ステップが第1の動作に対応する動作を検出した時、ユーザの動作と生体電位とを対応付けた判定基準を参照して、前記計測したユーザの生体電位に対応する前記ユーザ動作を判定する動作判定ステップと、
制御対象機器の操作とユーザの動作とを対応付けた操作基準を参照して、前記判定したユーザの動作に対応する操作を決定し、前記決定した操作を制御対象機器本体に対して送信する機器制御ステップとを備える、
生体電位入力方法。
A biopotential measurement step for measuring a user's biopotential using a plurality of measurement electrodes;
An operation detection step of detecting an operation corresponding to the first operation of the user when an acceleration sensor mounted on the user detects a change greater than or equal to a predetermined threshold;
When the motion detection step detects a motion corresponding to the first motion, the user motion corresponding to the measured user biopotential is referred to with reference to a determination criterion that correlates the user motion with the biopotential. An operation determining step for determining;
A device that determines an operation corresponding to the determined user's operation with reference to an operation standard that associates the operation of the control target device with the user's operation, and transmits the determined operation to the control target device main body. A control step,
Biopotential input method.
前記機器制御ステップは、
前記ユーザの動作が、前記ユーザの動作時の指を立てている本数が多い状態の動作である場合には、前記決定した操作の速度を大きくする、
請求項6又は8に記載の生体電位入力方法。
The device control step includes
When the user's action is an action in a state where the number of fingers that are standing at the time of the user's action is large, the speed of the determined operation is increased.
The biopotential input method according to claim 6 or 8.
前記機器制御ステップは、
前記ユーザの動作が、前記ユーザの動作時の指を立てている本数が多い状態の動作である場合には、前記決定した操作の速度を小さくする、
請求項6又は8に記載の生体電位入力方法。
The device control step includes
If the user's action is an action with a large number of fingers that are raised during the user's action, the speed of the determined operation is reduced.
The biopotential input method according to claim 6 or 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10120444B2 (en) 2015-09-30 2018-11-06 Kyocera Corporation Wearable device

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