JP2007004311A - 遠隔指示システム及びその方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の遠隔端末が同じ画像を確実に共有できて円滑な運用が可能な遠隔指示システムを提供する。
【解決手段】被写体200をビデオカメラ20により撮像させつつその撮像画像を遠隔端末100に送信すると共に遠隔端末100でなされた撮像画像に基づく指示に応じたアノテーション画像をプロジェクタ40により被写体200へ投影させるサーバ50を有し、サーバ50は、アノテーション画像をへ投影したのちアノテーション画像を指示した遠隔端末100を除く全ての遠隔端末100から受信完了の知らせを受けてアノテーション画像を指示した遠隔端末100に対して他の遠隔端末へのアノテーション画像を含む撮像画像の配信完了を知らせる。これにより、複数の遠隔端末100の間で確実な同期が可能となる。
【選択図】図1

Description

本発明は、遠隔からの画像による指示が可能な遠隔指示システムに関する。
例えば、遠隔修理システム、遠隔保守システム、遠隔医療システム、遠隔会議システム等においては、遠隔側から実物体側へ向けて作業手順の指示等の各種指示を行う必要がある。このような、遠隔側から実物体側への指示を行うことができる遠隔指示システムとしては、例えば、実物体側に存在する被写体をビデオカメラで撮像しつつその撮像画像を遠隔端末に送信すると共に、遠隔端末において撮像画像に基づいて指示されたアノテーション画像を実物体側でプロジェクタにより被写体へ投影する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
米国特許公開2004/0070674号公報
ところで、上記した遠隔指示システムでは、遠隔端末からの指示により、ホワイトボードなどの被写体にアノテーション画像が確実に投影されたか否かは、アノテーション画像が投影された撮像画像が遠隔端末の表示画面に表示されることにより判断される。
しかしながら、被写体側に設置されたサーバに複数の遠隔端末が接続されている場合には、アノテーション画像を投影するように指示した遠隔端末以外の遠隔端末にアノテーション画像が表示されているかについては、アノテーション画像を指示した遠隔端末では確認することができない。すなわち、複数の遠隔端末の間で、同じ画像を共有しているかどうかは判断できない。特に、被写体側に設置されたサーバから多数の遠隔端末に画像を同時に配信したような場合には、画像のデータ量は比較的大きいので、遠隔端末間で画像配信完了のタイミングがばらつきやすく、一の遠隔端末からのアノテーション画像に基づく指示が全ての遠隔端末に行き渡らない状態でサーバ及び複数の遠隔端末間で各種コミュニケーションがなされて遠隔指示システムが円滑に運用できない可能性があった。
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、被写体の撮像画像を遠隔端末に送信すると共に遠隔端末からの撮像画像に基づく指示に応じたアノテーション画像を被写体へ投影させる遠隔指示システムにおいて、複数の遠隔端末が同じ画像を確実に共有できて円滑な運用が可能な遠隔指示システムを提供することにある。
本発明に係る遠隔指示システムは、被写体を撮像手段により撮像させつつその撮像画像を遠隔端末に送信すると共に、遠隔端末でなされた撮像画像に基づく指示に応じたアノテーション画像を投影手段により被写体へ投影させる制御手段を有する遠隔指示システムであって、制御手段は、アノテーション画像を前記被写体へ投影したのち、アノテーション画像を指示した遠隔端末を除く全ての遠隔端末からアノテーション画像を含む撮像画像の受信完了の知らせを受けて、アノテーション画像を指示した遠隔端末に対して他の遠隔端末へのアノテーション画像を含む撮像画像の配信完了を知らせる、ことを特徴としている。
この構成によれば、アノテーション画像を指示した遠隔端末は、自らが指示したアノテーション画像を含む撮像画像が他の全ての遠隔端末に表示されているか、すなわち、全ての遠隔端末の間で同期が取れているかを確認しながら指示作業をすることができるので、遠隔指示システムを円滑に運用できる。
上記構成において、制御手段は、遠隔端末から送信された描画コマンドに基づいて、アノテーション画像を形成して被写体へ投影したのち、描画コマンドを遠隔端末へ送信し、各々の遠隔端末は、撮像画像及び描画コマンドに基づいて、アノテーション画像を含む撮像画像の受信を完了したかを判断する、構成を採用できる。
この構成によれば、遠隔端末が発行する描画コマンド情報を利用して全ての遠隔端末の間で画像配信の同期の確認処理ができるので、処理が迅速かつ容易となる。
上記構成において、アノテーション画像を指示した遠隔端末は、アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了の知らせを受けるまでは、その表示画面にアノテーション画像を含む撮像画像の他の遠隔端末への配信が未完了であることを示す情報を表示する、構成を採用できる。
この構成によれば、アノテーション画像の投影を指示した遠隔端末の操作者は、他の遠隔端末との間の同期の状況を視覚的に把握することができる。
上記構成において、アノテーション画像を指示した遠隔端末は、アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了の知らせを受けたところで、その表示画面にアノテーション画像を含む撮像画像の他の遠隔端末への配信が完了したことを示す情報を表示する、構成を採用できる。
この構成によれば、アノテーション画像の投影を指示した遠隔端末の操作者は、画像配信が完了したことを視覚的に把握しながら指示作業を行えるので、各遠隔端末での操作性が向上する。
上記構成において、制御手段は、被写体への実際の描画があったか否かを撮像画像に基づいて検出し、被写体への実際の描画があった場合には、その描画に応じた描画コマンドを形成して遠隔端末に送信する、構成を採用できる。
この構成によれば、被写体に実際に描画した場合にも、撮像画像が全ての遠隔端末に配信されたことを被写体側において確実に検出できる。
本発明に係る遠隔指示方法は、被写体を撮像手段により撮像させつつその撮像画像を遠隔端末に送信すると共に、遠隔端末でなされた撮像画像に基づく指示に応じたアノテーション画像を投影手段により被写体へ投影させることにより遠隔指示を行う遠隔指示方法であって、アノテーション画像を被写体へ投影したのち、アノテーション画像を指示した遠隔端末を除く全ての遠隔端末からアノテーション画像を含む撮像画像の受信完了の知らせを受けて、アノテーション画像を指示した遠隔端末に対して他の遠隔端末へのアノテーション画像を含む撮像画像の配信完了を知らせる、ことを特徴としている。
本発明によれば、複数の遠隔端末が同じ画像を確実に共有できて円滑に運用可能な遠隔指示システムが得られる。
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の遠隔指示システムの一実施形態を示す構成図である。
この遠隔指示システムは、図1に示すように、被写体側装置10、遠隔端末100等を備えており、被写体側装置10と遠隔端末100とはネットワーク300により相互に通信可能に接続されている。尚、図1においては、遠隔端末100を一台のみ示しているが、複数の遠隔端末100がネットワーク300を通じて被写体側装置10の後述するサーバ50へ接続される。
被写体側装置10は、撮像手段としてのビデオカメラ20、投影手段としてのプロジェクタ40、制御手段としてのサーバ50等から構成されている。
ビデオカメラ20は、例えば、CCDカメラで構成され、被写体としてのホワイトボード200を撮像可能な位置に配置されていると共に、その撮像画像はサーバ50に取り込まれる。
プロジェクタ40は、ビデオカメラ20に隣接して設置されており、その画角が被写体上でビデオカメラ20の画角に略一致するように配置されている。このプロジェクタ40には、液晶プロジェクタ等が使用される。
サーバ50は、ビデオカメラ20及びプロジェクタ40の動作を制御すると共に、ネットワーク300を介して遠隔端末100との間で各種情報を授受する。また、サーバ50は、ビデオカメラ20の撮像画像を遠隔端末100へ送信すると共に遠隔端末100でなされた撮像画像に基づく指示に応じたアノテーション画像をプロジェクタ40により被写体200あるいはホワイトボード200へ投影させる。尚、アノテーション画像には、線、文字、図形等のあらゆる形態の画像が含まれる。
また、サーバ50は、アノテーション画像をホワイトボード200へ投影したのち、サーバ50からビデオカメラ20の撮像画像を配信される全ての遠隔端末100(アノテーション画像を指示した遠隔端末100を除く)がこのアノテーション画像を含む撮像画像の配信(受信)を完了したことを受けて、アノテーション画像を指示した遠隔端末100に対してアノテーション画像を含む撮像画像の配信完了を知らせる処理をする。
さらに、サーバ50は、遠隔端末100から送信された描画コマンドに基づいて、アノテーション画像を形成してホワイトボード200へ投影したのち、この描画コマンドをビデオカメラ20の撮像画像を受信する全ての遠隔端末100へ送信する処理をする。これに関連して、サーバ50は、ホワイトボード200への操作者等による実際の描画があった場合には、ビデオカメラ20の撮像画像に基づいてこれを検出し、その描画に応じた描画コマンドを形成して全ての遠隔端末100に送信する処理を行う。尚、サーバ50による具体的な処理については後述する。
遠隔端末100は、液晶表示装置、CRT等からなる表示装置110、ネットワーク300に接続されたコンピュータ120、コンピュータ120に接続されたポインティングデバイス(マウス)130等から構成されている。
表示装置110は、その表示画面に被写体側装置10から送信される画像を表示する。
ポインティングデバイス(マウス)130は、撮像画像が表示された表示画面においてポインタで各種ボタン等を操作することにより、被写体200へ投影するアノテーション画像を描画する指示をするのに用いられる。
各々の遠隔端末100のコンピュータ120は、ビデオカメラ20の撮像画像及びサーバ50から送信される描画コマンドに基づいて、アノテーション画像を含む撮像画像の受信を完了したかを判断し、受信を完了した場合には、これをサーバ50へ知らせる。
また、サーバ50に対してアノテーション画像を指示した遠隔端末100は、アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了の知らせを受けるまでは、その表示装置110の表示画面にアノテーション画像を含む撮像画像の配信が未完了であることを示す情報を表示すると共に、アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了の知らせを受けたところで、その表示画面にアノテーション画像を含む撮像画像の配信が完了したことを示す情報を表示する。尚、遠隔端末100における具体的処理については後述する。
次に、上記構成の遠隔指示システムの動作について図2ないし図9を参照して説明する。
ここで、図2はサーバにおける処理の一例を示すフローチャート、図3は遠隔端末のコンピュータにおける処理の一例を示すフローチャート、図4は遠隔端末のコンピュータにおける描画同期判定処理の一例を示すフローチャート、図5は遠隔端末のコンピュータにおける描画同期処理の一例を示すフローチャート、図6は遠隔端末のコンピュータにおける描画同期処理の他の例を示すフローチャート、図7はアノテーション画像が投影されたホワイトボードとこのホワイトボードの撮像画像の一例を示す図、図8は描画同期判定処理の方法を説明するための図、図9はアノテーション画像を含む撮像画像の配信完了前後における遠隔端末の表示画面の一例を示す図、図10はアノテーション画像を含む撮像画像の配信完了前後における遠隔端末の表示画面の他の例を示す図、及び、図11はホワイトボードへ実際の描画があった場合のサーバによる描画コマンドの形成処理の一例を示すフローチャートである。
先ず、サーバ50における処理について説明すると、図2に示すように、ビデオカメラ20が撮像した撮像画像をすべての遠隔端末100へ向けて常時配信する動作を開始する(ステップST1)。
次いで、サーバ50は、遠隔端末100から描画コマンドを受信するための待ちループを開始し(ステップST2)、アノテーション画像を描画するための描画コマンドを受領する(ステップST3)。尚、描画コマンドは、アノテーション画像を規定するための各種の情報であり、画像データと比べてデータ量は非常に少ない。
次いで、サーバ50は、受領した描画コマンドに基づいて、アノテーション画像の投影処理を行う(ステップST4)。サーバ50は、例えば、図7(a)に示すように、実際の描画PICが形成されたホワイトボード200に描画コマンドに応じたアノテーション画像DRをプロジェクタ40により投影する。
サーバ50は、アノテーション画像DRをホワイトボード200に投影させたのち、受領した描画コマンドをこの描画コマンドを発行した(アノテーション画像を指示した)遠隔端末100を除く他の遠隔端末100へ送信する(ステップST5)。
次いで、サーバ50は、描画コマンドを送信した全ての遠隔端末100から、受信完了信号を受信するための待ちループを開始し(ステップST6)、受信完了信号を受領する(ステップST7)。この受信完了信号は、後述するように、各々の遠隔端末100がアノテーション画像DRを含む撮像画像の受信を完了したことを知らせるための信号である。尚、各々の遠隔端末100がアノテーション画像DRを含む撮像画像の受信を完了した場合には、図7(b)に示すように、その表示画面111には、ホワイトボード200に投影されたアノテーション画像DRが表示される。
次いで、サーバ50は、描画コマンドを発行した遠隔端末100へ配信完了信号を送信する(ステップST8)。描画コマンドを発行した遠隔端末100の操作者は、配信完了信号を受領することにより、他の全ての遠隔端末100における表示画面111に自らが指示したアノテーション画像DRが表示されたことを確認できる。
そして、サーバ50は、処理を終了するか否かを判断し(ステップST9)、終了しない場合には、ステップST2に戻って上記の処理を繰り返す。
次に、遠隔端末100のコンピュータ120における処理について説明すると、図3に示すように、先ず、サーバ50から送られてきた描画コマンドが無いかを判断し(ステップST11)、描画コマンドを受信した場合には、描画同期判定処理を行う(ステップST12)。
描画同期判定処理とは、各々の遠隔端末100において、ビデオカメラ20の撮像画像及び描画コマンドに基づいて、アノテーション画像を含む撮像画像の受信を完了したかを判断する処理である。
この描画同期判定処理は、例えば、図4に示すように、ステップST21〜ST24からなり、先ず、サーバ50から送られてきた描画コマンドを解釈してこれに応じたアノテーション画像を算出する(ステップST21)。例えば、図8(A)に示すように、コンピュータ120は、受信した描画コマンドからアノテーション画像DRを算出し、メモリ等に保存する。
次いで、コンピュータ120は、サーバ50から逐次配信されるビデオカメラ20の撮像画像に保存した描画コマンドに基づくアノテーション画像とを比較する(ステップST)。この比較は、例えば、図8(B)に示すように、撮像画像から対応領域R1を抽出し、これを図8(A)に示す対応領域R1のアノテーション画像DRと比較する。
そして、撮像画像にアノテーション画像に対応する画像があるかを判断し、対応する画像がある場合には、上記した受信完了信号をサーバ50へ送信し、対応する画像がない場合には、ステップST21に戻って上記の処理を繰り返す。
コンピュータ120は、図4に示したステップST13において、サーバ50から描画コマンドが送られてきていない場合には、遠隔端末100の操作者による描画コマンドの入力操作が有るかを判断し(ステップST14)、入力操作が有る場合には、描画コマンドの入力処理を行い(ステップST14)、入力された描画コマンドに応じたアノテーション画像を描画する処理をすると共に、このアノテーション画像を描画するための描画コマンドを発行(形成)する(ステップST15)。
操作者は、上記の入力操作において、例えば、ポインティングデバイス130を操作して表示画面111上のポインタを移動させながら注目領域を指示する。注目領域は、アノテーション画像を投影する投影位置を規定する領域である。このとき、同時に、注目領域に投影するアノテーション画像に関する情報を指示する。アノテーション画像に関する情報とは、例えば、ポインティングデバイス130を用いて表示画面111上に形成された各種ボタンBT等を操作することにより描画される矩形や円などの図形情報、あらかじめ用意されたビットマップ画像、キーボードなどから入力したテキスト情報、ポインティングデバイス130の動作を反映するポインタ自体等である。尚、アノテーション画像には、あらゆる形態の画像が含まれる。
そして、コンピュータ120は、発行した描画コマンドをサーバ50へ送信する(ステップST16)。
次いで、コンピュータ120は、描画同期処理をする(ステップST17)。この描画同期処理は、描画コマンドを発行した遠隔端末100において、アノテーション画像を含む撮像画像が他の遠隔端末100へ配信されたか否かの情報を、その表示画面に表示するための処理である。
描画同期処理は、例えば、図5に示すように、ステップST41〜ST44からなり、
先ず、アノテーション画像を含む撮像画像が他の遠隔端末100へ未だ配信されていないことを示す配信未完了画像を表示画面111に表示する。例えば、図9(A)に示すように、配信未完了画像DSをアノテーション画像DRに近似する形態とし、この配信未完了画像DSをアノテーション画像DRの近傍に表示する。これにより、描画コマンドを発行した操作者は、他の遠隔端末100との間の同期の状況を視覚的に把握することができる。
次いで、コンピュータ120は、上記した配信完了信号を受領するための待ちループを開始し(ステップST42)、配信完了信号を受領する(ステップST44)。
そして、配信完了信号を受領したところで、例えば、図9(B)に示すように、配信未完了画像DSの表示を停止する。これにより、操作者は、続けてアノテーション画像の指示操作を行うことができる。
他の描画同期処理としては、例えば、図6に示すように、ステップST51〜ST53からなり、コンピュータ120は、先ず、上記した配信完了信号を受領するための待ちループを開始する(ステップST51)。この場合には、例えば、図10(A)に示すように、表示画面111にはサーバ50から配信される撮像画像を表示させる。そして、配信完了信号を受領すると(ステップST52)、例えば、図10(B)に示すように、アノテーション画像を含む撮像画像の他の遠隔端末100への配信の完了を示す配信完了画像CSを表示画面111に表示する(ステップST53)。尚、配信完了画像CSを表示してから所定時間経過する等の条件により、配信完了画像CSの表示を停止させることができる。
コンピュータ120は、図3に示した描画同期処理(ステップST17)をしたのち、処理を終了するか否かを判断し(ステップST18)、終了しない場合には、ステップST11に戻って上記の処理を繰り返す。
次に、ホワイトボード200への実際の描画があった場合のサーバ50における処理の一例について説明する。尚、操作者がホワイトボード200に描画したことを想定して説明する。
サーバ50は、図11に示すように、先ず、ビデオカメラ20に新規な画像を撮像させ(ステップST61)、この撮像画像を全ての遠隔端末100へ送信し(ステップST62)、現行の撮像画像を記憶装置等に保存する(ステップST63)。
次いで、サーバ50は、前フレームの撮像画像と現行フレームの撮像画像とを比較し(ステップST64)、現行フレームの撮像画像に新規な描画がないかを判断する(ステップST65)。そして、新規な描画が存在しない場合には、処理を終了するか否かを判断し(ステップST68)、終了しない場合には、ステップST61に戻って上記の処理を繰り返す。
サーバ50は、ステップST65のいて、新規な描画が存在する場合には、その描画に応じた描画コマンドを作成し(ステップST66)、この描画コマンドを全ての遠隔端末100へ送信する(ステップST67)。これにより、各々の遠隔端末100は、図3ないし図5において説明した処理を実行し、全ての遠隔端末100が受信完了信号をサーバ50へ送信することにより、サーバ50側において、ホワイトボード200への描画を全ての遠隔端末100において共有していることを確認できる。
以上のように、本実施形態によれば、アノテーション画像を指示した遠隔端末100は、自らが指示したアノテーション画像を含む撮像画像が他の全ての遠隔端末100に表示されているか、すなわち、全ての遠隔端末100の間で同期が取れているかを確認しながら指示作業をすることができるので、遠隔指示システムを円滑に運用できる。
また、本実施形態によれば、遠隔端末100が発行するデータ量の比較的少ない描画コマンドを利用して全ての遠隔端末100の間で画像配信の同期の確認処理ができるので、処理が迅速かつ容易となる。
上記実施形態では、遠隔端末100がサーバ50にネットワーク300により接続されている場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、他の手段により遠隔端末100をサーバ50に接続することもできるし、また、遠隔端末100をホワイトボード200の側に配置することも可能である。
上記実施形態では、被写体としてホワイトボードの場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、他のあらゆる物体を被写体とすることができる。
上記実施形態では、投影手段としてプロジェクタを用いた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、例えば、レーザ光等の光を目標物に照射して画像を形成することも可能である。
上記実施形態では、描画コマンドを用いてアノテーション画像が全ての遠隔端末100に配信されているかを確認する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、他の情報を用いることも可能である。
上記実施形態では、アノテーション画像を含む撮像画像の配信の完了、未完了の情報を画像により表示する構成について説明したが、画像以外にも音声等により知らせることも可能である。
本発明の一実施形態に係る遠隔指示システムの構成図である。 被写体側装置のサーバにおける処理の一例を示すフローチャートである。 遠隔端末のコンピュータにおける処理の一例を示すフローチャートである。 描画同期判定処理の一例を示すフローチャートである。 描画同期処理の一例を示すフローチャートである。 描画同期処理の他の例を示すフローチャートである。 (A)はアノテーション画像が投影されたホワイトボードを示す図であり、(B)はホワイトボードの撮像画像を示す図である。 描画同期判定処理の方法を説明するための図である。 (A)は配信完了前の表示画面の一例を示す図であり、(B)は配信完了後の表示画面の一例を示す図である。 (A)は配信完了前における表示画面の他の例を示す図であり、(B)は配信完了後における表示画面の他の例を示す図である。 ホワイトボードへ実際の描画があった場合のサーバによる描画コマンドの形成処理の一例を示すフローチャートである。
符号の説明
10…被写体側装置
20…ビデオカメラ(撮像手段)
40…プロジェクタ(投影手段)
50…サーバ(制御手段)
100…遠隔端末
110…表示装置
111…表示画面
120…コンピュータ
130…ポインティングデバイス
200…ホワイトボード(被写体)
300…ネットワーク
DR…アノテーション画像
DS…配信未完了画像
CS…配信完了画像

Claims (6)

  1. 被写体を撮像手段により撮像させつつその撮像画像を遠隔端末に送信すると共に、遠隔端末でなされた前記撮像画像に基づく指示に応じたアノテーション画像を投影手段により前記被写体へ投影させる制御手段を有する遠隔指示システムであって、
    前記制御手段は、前記アノテーション画像を前記被写体へ投影したのち、前記アノテーション画像を指示した遠隔端末を除く全ての遠隔端末から前記アノテーション画像を含む撮像画像の受信完了の知らせを受けて、前記アノテーション画像を指示した遠隔端末に対して他の遠隔端末への前記アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了を知らせる、
    ことを特徴とする遠隔指示システム。
  2. 前記制御手段は、遠隔端末から送信された描画コマンドに基づいて、前記アノテーション画像を形成して前記被写体へ投影したのち、前記描画コマンドを遠隔端末へ送信し、
    各々の遠隔端末は、前記撮像画像及び前記描画コマンドに基づいて、前記アノテーション画像を含む撮像画像の受信を完了したかを判断する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の遠隔指示システム。
  3. 前記アノテーション画像を指示した遠隔端末は、前記アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了の知らせを受けるまでは、その表示画面に前記アノテーション画像を含む撮像画像の他の遠隔端末への配信が未完了であることを示す情報を表示する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の遠隔指示システム。
  4. 前記アノテーション画像を指示した遠隔端末は、前記アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了の知らせを受けたところで、その表示画面に前記アノテーション画像を含む撮像画像の他の遠隔端末への配信が完了したことを示す情報を表示する、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の遠隔指示システム。
  5. 前記制御手段は、前記被写体への実際の描画があったか否かを前記撮像画像に基づいて検出し、前記被写体への実際の描画があった場合には、その描画に応じた前記描画コマンドを形成して遠隔端末に送信する、
    ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の遠隔指示システム。
  6. 被写体を撮像手段により撮像させつつその撮像画像を遠隔端末に送信すると共に、遠隔端末でなされた前記撮像画像に基づく指示に応じたアノテーション画像を投影手段により前記被写体へ投影させることにより遠隔指示を行う遠隔指示方法であって、
    前記アノテーション画像を前記被写体へ投影したのち、前記アノテーション画像を指示した遠隔端末を除く全ての遠隔端末から前記アノテーション画像を含む撮像画像の受信完了の知らせを受けて、前記アノテーション画像を指示した遠隔端末に対して他の遠隔端末への前記アノテーション画像を含む撮像画像の配信完了を知らせる、
    ことを特徴とする遠隔指示方法。
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