JP2014155028A - Controller and control method, robot, control program,and integrated electronic circuit for control - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置付きアームの動作の生成を行うためのアームの制御装置および制御方法、アームの制御装置を有するロボット、アームの制御プログラム、アームの制御用集積電子回路に関する。 The present invention relates to an arm control device and control method for generating an operation of an arm with a display device, a robot having an arm control device, an arm control program, and an integrated electronic circuit for arm control.
病院のベッドなどに寝たきりの患者がテレビなどの表示装置を見る場合には、その表示装置が固定して設置されているため、患者は表示装置の取り付け位置に合わせて患者自身にとって見やすい位置に体を移動する必要がある。 When a bedridden patient on a hospital bed or the like views a display device such as a television, the display device is fixedly installed, so that the patient is placed in a position that is easy for the patient to see according to the display device mounting position. Need to move.
ユーザが手で表示装置を触らなくても、ユーザにとって表示装置を見えやすい位置に移動させる技術が様々提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。
Various techniques for moving the display device to a position where the user can easily see the display device without touching the display device by hand have been proposed (see
本発明の目的は、ベッドなどの支持台上のユーザが利用する表示装置の位置及び姿勢を制御するアームにおいて、ユーザの見やすい位置に表示装置を移動できるアームの制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an arm control device that can move a display device to a position that is easy for a user to see in an arm that controls the position and posture of a display device used by a user on a support such as a bed.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るアームの制御装置は、本発明の第1態様によれば、支持台上のユーザが利用する表示装置の位置及び姿勢を制御するアームの制御装置において、前記支持台上の位置毎の圧力を取得する圧力情報取得部と、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定する部位推定部と、前記部位推定部より推定された前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する姿勢方向推定部と、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する動作情報生成部と、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御する制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an arm control device according to an aspect of the present invention provides an arm for controlling the position and posture of a display device used by a user on a support base. In the control device, a pressure information acquisition unit that acquires a pressure at each position on the support table, and a position of the pressure acquired from the pressure information acquisition unit that is equal to or higher than a predetermined threshold is set on the support table by the user. A part estimation unit that estimates the position of at least one part of the head, shoulder, or waist, and the pressure distribution shape within a predetermined range including the position of the part estimated by the part estimation unit And a posture direction estimating unit that estimates the direction of the user's posture on the support base, and the display device is moved to a position facing the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimating unit. of Comprising an operation information generation unit for generating information for controlling the serial arm, and a control unit for controlling the arm on the basis of the information generated from the operation information generating unit.
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、コンピュータプログラム並びにシステム、方法及びコンピュータプログラムの任意の組み合わせにより実現してもよい。 These general and specific aspects may be realized by a system, a method, a computer program, and any combination of the system, method, and computer program.
本発明の前記一態様によれば、支持台上のユーザが利用する表示装置の位置及び姿勢を、支持台上のユーザの見やすい位置に表示装置付きのアームの制御をすることができる。 According to the one aspect of the present invention, the position of the display device used by the user on the support base and the posture of the display device used by the user can be controlled so that the user can easily see the arm on the support base.
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
ここで、本明細書において、「支持台」とは、ベッド、リクライニングシート、リクライニングソファ又はリクライニングチェアなどであり、ユーザが横たわることができるものを意味する。 Here, in the present specification, the “support base” means a bed, a reclining seat, a reclining sofa, a reclining chair, or the like that can be laid by the user.
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、まず、本発明の基礎となった知見を説明したのち、本発明の種々の態様について説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before embodiments of the present invention are described in detail with reference to the drawings, first, the knowledge underlying the present invention will be described, and then various aspects of the present invention will be described.
(本発明の基礎となった知見)
図1に示すように、ユーザ105がベッドなどの支持台103上で横になりながらテレビなどの表示装置102を見る場合において、寝返りを打つなどしてユーザ105が体勢を変えると、表示装置102の位置は変わらないので、ユーザ105にとって表示装置102は見えにくくなる。このような場合に、表示装置102を見ているユーザ105が手の不自由な患者であると、ユーザ105は表示装置102の向きを変えることができない。また、ユーザ105が手によって表示装置102の向きを変えることができても、手で別の作業をしている場合に、手を使わずに表示装置102の向きを変えることができると便利である。そこで、手を使わずに表示装置102の位置又は姿勢を変える技術、又はベッドなどの支持台103上に横になった状態におけるユーザ105の動作の支援に関する技術などが提案されている。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
As shown in FIG. 1, when the
具体的には、特許文献1には、センサを用いてユーザ105の存在又はユーザ105の視線を感知し、表示装置102の一番近くにいるユーザ105の視線に応じた位置に表示装置102を移動させる技術が開示されている。また、特許文献2には、センサを用いてユーザ105の頭部の位置を検出し、予め記憶している頭部の位置と表示装置102の傾きとの対応表に照らし合わせ、見やすい角度に表示装置102を傾ける技術が開示されている。
Specifically, in
しかし、特許文献1の方法では、ユーザ105の視線に追従して表示装置102を移動させるため、少しの視線の動きにも対応して表示装置102が移動する。そのため、表示装置102は過度な追従を行なうことになり、特許文献1の方法は、表示装置102の映像が見え辛いという問題がある。また、特許文献2の方法では、頭部の位置のみ計測するため、支持台103の上でユーザ105が体勢を大きく変えるなどの場合、適切な位置に表示装置102を移動させることができない。また、特許文献2の方法では、表示装置102の傾きしか調整することができない。
However, in the method of
よって、支持台103上のユーザ105が利用する表示装置102の位置及び姿勢を制御するアームにおいて、支持台103上の位置毎の圧力よりユーザ105の顔の向き又は姿勢の向きを推定し、ユーザ105の見やすい位置に表示装置102を移動できるようにアームを制御することが求められている。
Therefore, in the arm that controls the position and posture of the
そこで、本発明の一態様に係るアームの制御装置は、本発明の第1態様によれば、支持台上のユーザが利用する表示装置の位置及び姿勢を制御するアームの制御装置において、前記支持台上の位置毎の圧力を取得する圧力情報取得部と、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定する部位推定部と、前記部位推定部より推定された前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する姿勢方向推定部と、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する動作情報生成部と、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御する制御部と、を備える。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, the arm control device according to one aspect of the present invention is the arm control device that controls the position and orientation of the display device used by the user on the support base. A pressure information acquisition unit that acquires a pressure for each position on the table, and a position at which the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is equal to or higher than a predetermined threshold; Using the part estimation unit that estimates the position of at least one part of the lower back and the distribution shape of the pressure within a predetermined range including the position of the part estimated by the part estimation unit, the support base A posture direction estimating unit for estimating a direction of the user's posture above, and controlling the arm for moving the display device to a position facing the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimating unit. Comprising an operation information generation unit for generating information, and a control unit for controlling the arm on the basis of the information generated from the operation information generating unit.
これにより、支持台上に接するユーザの部位を推定し、推定された部位に基づいてユーザの姿勢の方向を推定し、推定された姿勢の方向に基づいてユーザの見易い位置に表示装置を移動させることができる。 Thereby, the part of the user in contact with the support base is estimated, the direction of the user's posture is estimated based on the estimated part, and the display device is moved to a position that is easy for the user to see based on the estimated direction of the posture. be able to.
また、ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置を推定し、その推定に基づきユーザの姿勢の方向をより正確に推定することができる。これは、人体の主要な部分であり姿勢の方向を決定付ける部分である胴体部分が、頭部、肩部又は腰部の位置と密接に関連しているからである。また、頭部、肩部及び腰部は、いずれも、人体の骨格形状上、支持台に掛かる圧力がその他の部位と比較して高いため、より確実に圧力を取得することができる。 Further, it is possible to estimate the position of at least one part of the user's head, shoulder, or waist, and to estimate the direction of the user's posture more accurately based on the estimation. This is because the torso part, which is the main part of the human body and determines the direction of the posture, is closely related to the position of the head, shoulder or waist. Moreover, since the pressure applied to the support base is higher than the other parts in the head, shoulders, and waist due to the skeleton shape of the human body, the pressure can be acquired more reliably.
また、支持台に掛かる圧力よりユーザの姿勢の向きを推定するため、特許文献1の場合とは異なり、ユーザの周りに障害物がある場合においても、精度良くユーザの姿勢の向きを推定することができる。
In addition, since the orientation of the user's posture is estimated from the pressure applied to the support base, unlike the case of
また、本発明の第2態様によれば、前記支持台上における前記ユーザの頭部がある側を前記支持台の上側とし、前記部位推定部は、前記圧力情報取得部より取得した前記支持台上に掛かる圧力が所定の閾値以上の位置を高圧位置と決定し、それぞれの前記高圧位置が所定の距離以内であるときは同一の高圧位置と決定し、決定された前記高圧位置を、下記(a)、(b)又は(c)に従い、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうちいずれかの部位の位置であると推定する、(a)前記高圧位置が1つの場合、腰部の位置と推定する、(b)前記高圧位置が2つの場合、前記支持台上の上側から順に、肩部の位置、腰部の位置と推定する、(c)前記高圧位置が3つの場合、前記支持台上の上側から順に、頭部の位置、肩部の位置、腰部の位置と推定する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 Moreover, according to the 2nd aspect of this invention, the side with the said user's head on the said support stand is made into the upper side of the said support stand, and the said site | part estimation part is the said support stand acquired from the said pressure information acquisition part. A position where the pressure applied is equal to or higher than a predetermined threshold is determined as a high pressure position, and when each of the high pressure positions is within a predetermined distance, the same high pressure position is determined. According to a), (b), or (c), it is estimated that the position is any part of the user's head, shoulder, or waist that touches the support base. (a) The high-pressure position is 1 If the number of the high pressure positions is two, the shoulder position and the waist position are estimated in order from the upper side on the support base. (C) The high pressure position is 3 In this case, the position of the head, shoulder Positions, and estimates the position of the waist, may function as a control apparatus according to the first aspect.
これにより、支持台上に掛かる圧力より、支持台上に接するユーザの部位を推定することができる。 Thereby, a user's part which touches on a support stand can be presumed from the pressure applied on a support stand.
また、本発明の第3態様によれば、前記姿勢方向推定部は、下記(A)、(B)又は(C)に従い、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する、(A)前記部位推定部より前記高圧位置が腰部の位置と推定された場合、前記ユーザが前記支持台上に座っている状態と推定し、座っている状態との推定と、前記圧力の分布形状とを用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する、(B)前記部位推定部より肩部の位置及び腰部の位置と推定された場合、前記ユーザが前記支持台上にうつ伏せの状態と推定し、うつ伏せの状態との推定と、前記圧力の分布形状とを用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する、(C)前記部位推定部より頭部の位置、肩部の位置及び腰部の位置と推定された場合、前記ユーザが前記支持台上に仰向けの状態又は横向きの状態と推定し、前記圧力分布の形状より前記ユーザが仰向け状態又は横向き状態のいずれの状態であるかを推定し、推定された状態と、前記圧力の分布形状とを用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する、第2の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to the third aspect of the present invention, the posture direction estimation unit estimates the direction of the posture of the user on the support base according to the following (A), (B), or (C): ) When the high pressure position is estimated to be a waist position by the part estimation unit, the user is assumed to be sitting on the support base, the sitting state is estimated, and the pressure distribution shape is The direction of the user's posture on the support table is estimated using (B). When the position estimation unit estimates the shoulder position and the waist position, the user lies on the support table. (C) estimating the direction of the user's posture on the support base using the pressure distribution shape and the estimation of the prone state, and (C) from the part estimation unit Estimated position, shoulder position and waist position In this case, it is estimated that the user is in a supine state or a lateral state on the support base, and the user is in a supine state or a lateral state based on the shape of the pressure distribution, and the estimated state The control device according to the second aspect may be configured to estimate a direction of the posture of the user on the support base using the pressure distribution shape.
これにより、推定したユーザの部位に基づいて、ユーザが支持台上に座っている状態、うつ伏せの状態、仰向けの状態又は横向きの状態のいずれの状態であるかを推定し、推定した状態に基づいて支持台上におけるユーザの姿勢の方向を推定することができる。 Thereby, based on the estimated part of the user, it is estimated whether the user is sitting on the support base, lying down, lying on his back, or facing sideways, and based on the estimated state Thus, the direction of the user's posture on the support base can be estimated.
また、本発明の第4態様によれば、前記姿勢方向推定部は、前記(A)に従い、前記ユーザが前記支持台上に座っている状態と推定した場合、前記圧力の分布形状が凹の字の形状を示し、前記凹の字の空いている方向が前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向と推定する、第3の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to the fourth aspect of the present invention, when the posture direction estimating unit estimates that the user is sitting on the support base according to (A), the pressure distribution shape is concave. It is good also as a control apparatus as described in a 3rd aspect which shows the shape of a character and estimates the direction where the said concave character is vacant as the direction of the said user's attitude | position on the said support stand.
これにより、推定したユーザの状態が座っている状態である場合、その圧力の分布形状が凹の字の形状に類似していることを用いて、凹の字の空いている方向がユーザの姿勢の方向であると推定することができる。 Thus, when the estimated user's state is a sitting state, the pressure distribution shape is similar to the concave character shape, and the direction in which the concave character is vacant is the user's posture. It can be estimated that the direction is.
また、本発明の第5態様によれば、前記動作情報生成部は、前記ユーザの顔の向き又は姿勢の向きに対向する位置かつ対応する姿勢に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to the fifth aspect of the present invention, the motion information generation unit controls the arm for moving the display device to a position opposite to the user's face direction or posture direction and to a corresponding posture. It is good also as a control device given in the 1st mode which generates information to do.
これにより、よりユーザに見やすい位置及び姿勢に表示装置を移動させることができる。 Thereby, a display apparatus can be moved to the position and attitude | position which are easier to see for a user.
また、本発明の第6態様によれば、前記表示装置の位置及び姿勢の情報を取得する動作情報取得部と、前記動作情報取得部より取得した前記情報、及び前記部位推定部より推定された前記部位の位置より、前記表示装置と前記ユーザとの距離を算出する距離算出部と、を備え、前記動作情報生成部は、前記距離算出部より算出された前記距離を一定に保つように前記アームを制御する情報を生成する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 Further, according to the sixth aspect of the present invention, the motion information acquisition unit that acquires the position and orientation information of the display device, the information acquired from the motion information acquisition unit, and the part estimation unit are estimated. A distance calculation unit that calculates a distance between the display device and the user from the position of the part, and the motion information generation unit is configured to keep the distance calculated by the distance calculation unit constant. It is good also as a control device given in the 1st mode which generates information which controls an arm.
これにより、表示装置とユーザとの距離が一定に保たれるため、ユーザが表示装置に衝突する危険性を回避できる。また、表示装置とユーザとの距離が一定に保たれるため、ユーザにとって表示装置は見やすい位置が保たれることになる。 Thereby, since the distance of a display apparatus and a user is kept constant, the danger that a user will collide with a display apparatus can be avoided. Further, since the distance between the display device and the user is kept constant, the display device is kept in a position that is easy for the user to see.
また、本発明の第7態様によれば、前記圧力情報取得部は、前記支持台上の位置毎の圧力を所定の時刻毎に取得し、前記姿勢方向推定部は、前記圧力情報取得部より取得する前記圧力の時系列変化より、前記ユーザの姿勢の移動が終了しているか否かを判断し、前記制御部は、前記姿勢方向推定部が前記ユーザの姿勢の移動が終了していると判断した後に、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの制御を開始する、第1に態様に記載の制御装置としてもよい。 Further, according to the seventh aspect of the present invention, the pressure information acquisition unit acquires a pressure for each position on the support base at a predetermined time, and the posture direction estimation unit receives the pressure information from the pressure information acquisition unit. From the time-series change of the pressure to be acquired, it is determined whether or not the movement of the user's posture has ended, and the control unit determines that the posture direction estimation unit has finished moving the posture of the user. After the determination, the control device according to the first aspect may start the control of the arm based on the information generated by the motion information generation unit.
これにより、ユーザの移動が終了した後に表示装置の移動が開始するため、ユーザと表示装置との衝突の危険を回避することができる。 Thereby, since the movement of the display device starts after the movement of the user is completed, the danger of a collision between the user and the display device can be avoided.
また、本発明の第8態様によれば、前記支持台がリクライニング機構を有している場合、前記制御部は、前記リクライニング機構の稼動と連動して前記アームの制御を行なう、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to an eighth aspect of the present invention, when the support base has a reclining mechanism, the control unit controls the arm in conjunction with the operation of the reclining mechanism. It is good also as a control apparatus as described in.
これにより、リクライニング機構と連動して表示装置が移動するため、ユーザと表示装置との衝突の危険を回避することができる。 Thereby, since a display apparatus moves in conjunction with a reclining mechanism, the danger of a collision with a user and a display apparatus can be avoided.
また、本発明の第9態様によれば、前記ユーザより、前記ユーザの身長、座高又は肩幅のうち少なくとも1つを有する身体情報の入力を受け付ける身体情報取得部と、を備え、前記動作情報生成部は、前記身体情報取得部より取得した前記ユーザの身体情報より、前記ユーザと前記表示装置との距離が所定の距離以上を保つように前記アームの制御を行なう情報を生成する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a body information acquisition unit that receives input of body information having at least one of the height, sitting height, or shoulder width of the user from the user, and the motion information generation The unit generates information for controlling the arm so that a distance between the user and the display device is a predetermined distance or more based on the user's physical information acquired from the physical information acquisition unit. The control device described in the aspect may be used.
これにより、ユーザの体の大きさに合わせてアームの制御を行なうことができるため、ユーザと表示装置との衝突の危険を回避することができる。 As a result, the arm can be controlled in accordance with the size of the user's body, so that the danger of a collision between the user and the display device can be avoided.
また、本発明の第10態様によれば、前記部位推定部より推定された前記部位の位置より、前記ユーザの身長、座高又は肩幅のうち少なくとも1つを有する身体情報を算出する身体情報算出部と、を備え、前記動作情報生成部は、前記身体情報算出部より算出した前記ユーザの身体情報より、前記ユーザと前記表示装置との距離が所定の距離以上を保つように前記アームの制御を行なう情報を生成する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to the tenth aspect of the present invention, the body information calculation unit that calculates the body information having at least one of the height, the sitting height, and the shoulder width of the user from the position of the part estimated by the part estimation unit. And the motion information generation unit controls the arm so that the distance between the user and the display device is a predetermined distance or more based on the physical information of the user calculated by the physical information calculation unit. It is good also as a control device given in the 1st mode which generates information to perform.
これにより、ユーザの体の大きさに合わせてアームの制御を行なうことができるため、ユーザと表示装置との衝突の危険を回避することができる。 As a result, the arm can be controlled in accordance with the size of the user's body, so that the danger of a collision between the user and the display device can be avoided.
また、本発明の第11態様によれば、前記ユーザ及び前記アームの周辺に存在する障害物の位置の情報を取得する周辺環境情報取得部と、を備え、前記動作情報生成部は、前記身体情報取得部より取得した前記ユーザの身体情報、及び前記周辺環境情報取得部より取得した前記障害物の位置の情報より、前記ユーザ及び前記障害物と前記表示装置との距離が所定の距離以上を保つように前記アームの制御を行なう情報を生成する、第9の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a surrounding environment information acquisition unit that acquires information on a position of an obstacle existing around the user and the arm, and the motion information generation unit includes the body The distance between the user and the obstacle and the display device is a predetermined distance or more based on the physical information of the user acquired from the information acquisition unit and the position information of the obstacle acquired from the surrounding environment information acquisition unit. It is good also as a control device given in the 9th mode which generates information which controls the arm so that it may be kept.
これにより、ユーザの体の大きさ、並びに、ユーザ及びアームの周辺に存在する障害物を考慮し、アームの制御を行なうため、ユーザと表示装置との衝突の危険を回避することができる。 As a result, the arm is controlled in consideration of the size of the user's body and the obstacles existing around the user and the arm, so that the danger of a collision between the user and the display device can be avoided.
また、本発明の第12態様によれば、前記表示装置はタッチパネルディスプレイであり、さらに、前記制御装置は、前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を取得し、前記タッチパネルディスプレイの画面上をタッチする必要があるコンテンツであるか否かを判断する表示情報取得部と、を備え、前記動作情報生成部は、前記表示情報取得部よりタッチする必要があるコンテンツであると判断された場合、タッチする必要がないコンテンツと判断された場合と比較して、前記ユーザと前記タッチパネルディスプレイとの距離が小さくなるように前記アームの制御を行なう情報を生成する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to a twelfth aspect of the present invention, the display device is a touch panel display, and the control device acquires information displayed on the screen of the touch panel display, and displays the information on the screen of the touch panel display. A display information acquisition unit that determines whether the content needs to be touched, and when the operation information generation unit determines that the content needs to be touched by the display information acquisition unit, The control device according to the first aspect, which generates information for controlling the arm so that the distance between the user and the touch panel display is smaller than when it is determined that the content does not need to be touched. It is good.
これにより、表示装置がタッチパネルディスプレイであり、タッチパネルディスプレイの画面上に表示されているコンテンツがタッチ操作を必要とする場合、よりユーザに近い位置に表示装置を移動させることができる。 Thereby, when the display device is a touch panel display and the content displayed on the screen of the touch panel display requires a touch operation, the display device can be moved to a position closer to the user.
また、本発明の第13態様によれば、前記ユーザの周辺の明るさの情報を取得する明度情報取得部と、前記明度情報取得部より取得した前記周辺の明るさが低いほど、前記表示装置の画面の明るさを低くなるように調整する明度調整部と、を備え、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to the thirteenth aspect of the present invention, a brightness information acquisition unit that acquires brightness information about the user, and the lower the brightness of the periphery acquired from the brightness information acquisition unit, the lower the display device. A brightness adjustment unit that adjusts the brightness of the screen to be low, and may be the control device according to the first aspect.
これにより、ユーザの周辺の明るさに応じて表示装置の画面の明るさを調節するため、よりユーザは表示装置が見やすくなる。 Thereby, since the brightness of the screen of a display apparatus is adjusted according to the brightness of a user's periphery, a user becomes easier to see a display apparatus.
また、本発明の第14態様によれば、緯度、経度及び日時毎に太陽の位置を記憶する太陽位置記憶部と、前記表示装置の緯度、経度及び前記表示装置を利用する日時を示す現在情報を取得する現在情報取得部と、前記現在情報取得部より取得した前記現在情報に基づき前記太陽位置記憶部より前記太陽の位置を取得する太陽位置取得部と、動作情報生成部より取得する前記表示装置の位置及び姿勢と、前記太陽位置取得部より取得する前記太陽の位置とを用いて、前記表示装置の表示画面上に前記太陽が映り込むか否かを判定する映込判定部と、を備え、動作情報生成部は、前記映込判定部より前記表示装置の表示画面上に前記太陽が映り込むと判定されない位置、かつ前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the solar position storage unit that stores the position of the sun for each latitude, longitude, and date and time, and the current information that indicates the latitude and longitude of the display device and the date and time when the display device is used Current information acquisition unit that acquires the solar position acquisition unit that acquires the position of the sun from the solar position storage unit based on the current information acquired from the current information acquisition unit, and the display that is acquired from the operation information generation unit A reflection determination unit that determines whether or not the sun is reflected on the display screen of the display device, using the position and orientation of the device and the position of the sun acquired from the solar position acquisition unit; The motion information generation unit is opposed to a position where the sun is not determined to be reflected on the display screen of the display device by the reflection determination unit, and the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimation unit Do Generates information for controlling the arm for moving the display device in the location may be a control device according to the first aspect.
これにより、表示装置の表示画面上に太陽が映り込むことによる表示画面の見辛いか否かを判断でき、見辛い場合には、よりユーザの見易い位置に表示装置を移動させることができる。 Thereby, it is possible to determine whether or not the display screen is difficult to see due to the reflection of the sun on the display screen of the display device. If it is difficult to see, the display device can be moved to a position that is easier for the user to see.
また、本発明の第15態様によれば、さらに、前記制御装置は、前記ユーザより、前記ユーザの姿勢が座っている状態、うつ伏せの状態、仰向けの状態又は横向きの状態のうちいずれの状態であるかを示す定常状態の入力を受付ける定常状態取得部と、を備え、前記姿勢方向推定部は、前記分布形状の前記定常状態からの時系列変化より、前記ユーザの姿勢の向きを推定する、第1の態様に記載の制御装置としてもよい。 Further, according to the fifteenth aspect of the present invention, the control device is further configured so that the control device is in a state in which the user's posture is sitting, lying down, lying on the back, or facing sideways. A steady state acquisition unit that receives an input of a steady state indicating whether or not, and the posture direction estimation unit estimates the orientation of the user's posture from a time series change of the distribution shape from the steady state, It is good also as a control device given in the 1st mode.
これにより、ユーザが始めに入力した定常状態からの分布形状の時系列変化を基にユーザの姿勢方向を推定するため、より正確にユーザの姿勢方向を推定することができる。 Thereby, since a user's attitude | position direction is estimated based on the time series change of the distribution shape from the steady state which the user input initially, a user's attitude | position direction can be estimated more correctly.
また、本発明の第16態様によれば、前記部位推定部より前記ユーザの頭部の位置が推定された場合、前記定常状態取得部は、前記ユーザより前記定常状態の入力を受付けた際の前記ユーザの頭部の位置と前記表示装置との距離を取得し、前記動作情報生成部は、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置、かつ、前記定常取得部が取得した距離と同じ距離の位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する、第15の態様に記載の制御装置としてもよい。 Further, according to the sixteenth aspect of the present invention, when the position of the user's head is estimated by the part estimation unit, the steady state acquisition unit receives the steady state input from the user. The distance between the position of the user's head and the display device is acquired, and the motion information generation unit is a position facing the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimation unit, and the steady acquisition The control device according to the fifteenth aspect may be configured to generate information for controlling the arm for moving the display device to a position having the same distance as the distance acquired by the unit.
これにより、ユーザが姿勢の向きを変更した場合でも、ユーザが始めに入力した定常状態におけるユーザと表示装置との距離と同じ距離の位置に表示装置を移動させることができるため、ユーザにとってより見易い位置に表示装置を移動させることになる。 Thereby, even when the user changes the orientation of the posture, the display device can be moved to a position at the same distance as the distance between the user and the display device in the steady state input by the user first, which is easier for the user to see. The display device is moved to the position.
また、本発明の第17態様によれば、第1〜16の態様のいずれか1つに記載の前記制御装置と、前記アームと、を備えるロボット。 According to a seventeenth aspect of the present invention, a robot comprising the control device according to any one of the first to sixteenth aspects and the arm.
また、本発明の第18態様によれば、支持台上のユーザが利用する表示装置の位置及び姿勢を制御するアームの制御方法において、前記圧力情報取得部が、前記支持台上の位置毎の圧力を取得し、部位推定部が、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定し、姿勢方向推定部が、前記部位推定部より推定され前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定し、動作情報生成部が、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成し、制御部が、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御する。 According to the eighteenth aspect of the present invention, in the arm control method for controlling the position and orientation of the display device used by the user on the support base, the pressure information acquisition unit is provided for each position on the support base. The pressure is acquired, and the part estimation unit obtains a position where the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is equal to or higher than a predetermined threshold, at least one of the user's head, shoulder, or waist contacting the support base. The posture direction estimation unit estimates the position of the part, and the posture direction estimation unit uses the pressure distribution shape within a predetermined range estimated by the part estimation unit and includes the position of the part. The direction of the posture is estimated, and the motion information generation unit generates information for controlling the arm for moving the display device to a position facing the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimation unit. ,control But it controls the arm on the basis of the information generated from the operation information generating unit.
また、本発明の第19態様によれば、支持台上のユーザが利用する表示装置の位置及び姿勢を制御するアームの制御プログラムにおいて、前記圧力情報取得部が、前記支持台上の位置毎の圧力を取得するステップと、部位推定部が、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定するステップと、姿勢方向推定部が、前記部位推定部より推定され前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定するステップと、動作情報生成部が、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成するステップと、制御部が、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御するステップと、をコンピュータに実行させる。 According to the nineteenth aspect of the present invention, in the arm control program for controlling the position and orientation of the display device used by the user on the support base, the pressure information acquisition unit is provided for each position on the support base. A step of acquiring pressure, and a part estimation unit, wherein the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is a position equal to or higher than a predetermined threshold, at least of the user's head, shoulder, or waist that touches the support base A step of estimating the position of one part, and a posture direction estimating unit using the distribution shape of the pressure within a predetermined range estimated by the part estimating unit and including the position of the part; Estimating the direction of the user's posture in the step, and the motion information generating unit moving the display device to a position facing the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimating unit. And generating the information for controlling the arm of the control unit, to execute a step of controlling the arm on the basis of the information the generated from the operation information generation unit to the computer.
また、本発明の第20態様によれば、支持台上のユーザが利用する表示装置の位置及び姿勢を制御するアームの制御用集積電子回路において、前記圧力情報取得部が、前記支持台上の位置毎の圧力を取得し、部位推定部が、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定し、姿勢方向推定部が、前記部位推定部より推定され前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定し、動作情報生成部が、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成し、制御部が、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御する。 According to the twentieth aspect of the present invention, in the integrated electronic circuit for controlling the arm that controls the position and orientation of the display device used by the user on the support base, the pressure information acquisition unit is provided on the support base. The pressure for each position is acquired, and the part estimation unit is located on the support base at a position where the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is equal to or higher than a predetermined threshold, among the user's head, shoulder or waist. It is estimated that the position is at least one part, and the posture direction estimation unit uses the pressure distribution shape within a predetermined range that is estimated by the part estimation unit and includes the position of the part. Information for estimating the direction of the user's posture, and for the motion information generation unit to control the arm for moving the display device to a position opposite to the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimation unit Raw And, the control unit controls the arm on the basis of the information generated from the operation information generating unit.
(第1実施形態)
図2に、本発明の第1実施形態における、アーム制御装置203を有するロボット101のブロック図を示す。図2において、ロボット101は、アーム202と、アーム制御装置203とで構成される。
(First embodiment)
FIG. 2 shows a block diagram of the
アーム制御装置203は、表示装置102の位置及び姿勢を制御するアーム202の制御装置である。このアーム制御装置203は、圧力情報取得部207と、部位推定部208と、姿勢方向推定部211と、動作情報生成部213と、制御部214とを少なくとも備えている。
The
以下、アーム制御装置203の主たる構成について、まず、簡単に説明する。
Hereinafter, the main configuration of the
圧力情報取得部207は、支持台103の位置毎の圧力を取得する。
The pressure
部位推定部208は、圧力情報取得部207より取得した圧力が所定の閾値以上の位置を、支持台103上に接するユーザ105の頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定する。
The
姿勢方向推定部211は、部位推定部208より推定された部位の位置を含む所定の範囲内の圧力の分布形状を用いて、支持台103上におけるユーザ105の姿勢の方向を推定する。
The posture
動作情報生成部213は、姿勢方向推定部211より推定されたユーザ105の姿勢の方向に対向する位置に表示装置102を移動させるためのアーム202を制御する情報を生成する。
The motion
制御部214は、動作情報生成部213より生成された情報に基づいてアーム202を制御する。
The
この結果、支持台103上に接するユーザ105の部位を推定し、推定された部位に基づいてユーザ105の姿勢の方向を推定し、推定された姿勢の方向に基づいてユーザ105の見易い位置に表示装置102を移動させることができる。また、支持台103に掛かる圧力よりユーザ105の姿勢の向きを推定するため、特許文献1の場合とは異なり、ユーザ105の周りに障害物がある場合においても、精度良くユーザ105の姿勢の向きを推定することができる。
As a result, the part of the
以下、この第1実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the first embodiment will be described in detail.
<アーム制御装置の説明>
アーム制御装置203は、制御装置204と、周辺装置205とで構成されている。
<Description of arm control device>
The
<制御装置本体部の説明>
制御装置204は、動作情報取得部206と、圧力情報取得部207と、部位推定部208と、定常状態取得部209と、定常状態切替部210と、姿勢方向推定部211と、制御方法切替部212と、動作情報生成部213と、制御部214とで構成されている。
<Description of control device main body>
The
周辺装置205は、入出力IF(インターフェース)215と、モータドライバ216とで構成されている。それぞれの機能について、以下に説明する。
The
(動作情報取得部206)
動作情報取得部206は、入出力IF215からアーム202の位置情報及び姿勢情報と、入出力IF215に内蔵されたタイマーからの時間情報とが入力される。また、動作情報取得部206は、入出力IF215から取得した位置情報を時間情報で微分することによって、速度情報を取得する。また、動作情報取得部206は、姿勢情報を時間情報で微分することによって、角速度情報を取得する。図3に、動作情報取得部206で取得する時間情報と、位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報とを示す。
(Operation information acquisition unit 206)
The movement
動作情報取得部206は、取得したアーム202の位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報と、時間情報とを定常状態取得部209及び動作情報生成部213に出力する。
The motion
(圧力センサ104)
圧力センサ104は、支持台103に取り付けられ、ユーザ105が支持台103に加える圧力の大きさを支持台103上の位置毎に検出する。
(Pressure sensor 104)
The
圧力センサ104の取り付け方法の一例として、図4Aに、支持台103にシート状の圧力センサ104を取り付ける例を示す。圧力センサ104の使用例の一例として、図4Bに、ユーザ105が支持台103上で寝ているときのユーザ105が支持台103に加える圧力分布を測定する例を示す。
As an example of a method of attaching the
圧力センサ104は、例えば、感圧導電性インク方式のセンサシートを用いることによって実現する。圧力センサシートは、例えば、10mm四方ごとの圧力をシート上で測定する。また、圧力の単位は、例えばkPaなどを用いる。
The
測定した圧力情報は、所定の時刻(例えば、1msec)毎に圧力情報取得部207に出力する。
The measured pressure information is output to the pressure
(圧力情報取得部207)
圧力情報取得部207は、圧力センサ104より圧力情報と、入出力IF215に内蔵されたタイマーより時間情報とが入力される。
(Pressure information acquisition unit 207)
The pressure
図5に、圧力情報取得部207が取得する圧力情報と時間情報との一例を示す。
FIG. 5 shows an example of pressure information and time information acquired by the pressure
なお、圧力情報取得部207は、入出力IF215を介して圧力センサ104から圧力情報を取得することも可能である。
Note that the pressure
なお、圧力情報取得部207は、圧力情報を取得し出力する際に、圧力情報が安定した状態で出力することによって、誤検出などを防ぎ、正確にアーム202を制御することができる。具体的には、圧力分布の変化が第1の閾値(例えば、0.1kPa)以下の状態が、第2の閾値(例えば、100.0msec)以上続いたときに圧力情報を部位推定部208へ出力する。上記の条件を満たさない場合は、圧力情報を部位推定部208へ出力しない。
Note that when the pressure
圧力情報取得部207は、取得した圧力情報と時間情報とを部位推定部208へ出力する。
The pressure
(部位推定部208)
部位推定部208は、圧力情報取得部207より圧力情報と時間情報とが入力される。部位推定部208は、入力された圧力分布を基に、ユーザ105の部位を推定する。以下、圧力分布を基に、ユーザ105の部位を推定する方法について説明する。
(Part estimation unit 208)
The
部位推定部208は、圧力情報を所定の方法により分類し、分類した情報を基に部位を推定する。
The
圧力情報は、圧力が所定の閾値より大きい値であるか、小さい値であるかに基づいて分類が行なわれる。所定の閾値は1つに限られず、複数であっても良い。圧力情報は、閾値をn個(nは整数)設けた場合、n+1個に分類される。 The pressure information is classified based on whether the pressure is larger or smaller than a predetermined threshold value. The predetermined threshold value is not limited to one and may be a plurality. The pressure information is classified into n + 1 when n threshold values (n is an integer) are provided.
分類方法の一例として、部位推定部208は、圧力の大きさを所定の閾値を基に低圧部、中圧部、高圧部(以下、低圧位置、中圧位置、高圧位置とも記載する)に分類する。所定の閾値とは、例えば、0.1kPa、3.0kPa及び9.0kPaである。具体的には、部位推定部208は、圧力の大きさについて、0.1kPa〜3.0kPaが低圧部、3.0kPa〜9.0kPaが中圧部、9.0kPa以上が高圧部と分類する。部位の推定として、部位推定部208は、例えば、支持台103の上側から下側へ順に、頭部、肩部、腰部と推定する。
As an example of the classification method, the
推定方法について、図6A及び図6Bを用いて2通りの推定方式について説明する。図6A及び図6Bに、ユーザ105が支持台103に寝ている状態における圧力分布を示す。図6A及び図6Bに上側と書いている方向がユーザ105の頭にあたる部分であり、図6A及び図6Bに下側と書いている方向がユーザ105の足に当たる部分である。圧力分布における記号は、白丸印が低圧部(例えば、圧力の大きさが0.1kPa〜3.0kPa)、白三角印が中圧部(例えば、圧力の大きさが3.0kPa〜9.0kPa)、黒丸印が高圧部(例えば、圧力の大きさが9.0kPa以上)を示す。
Regarding the estimation method, two estimation methods will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. 6A and 6B show the pressure distribution in a state where the
図6Aに、第1の方式の説明図を示す。第1の方式は、圧力情報の高圧部(例えば、圧力の大きさが9.0kPa以上)の数に応じて部位を推定する。部位推定部208は、高圧部において、上下に分かれた高圧部を検出し、下側から腰部、肩部、頭部と推定する。例えば、図6Aにおいて、部位推定部208は、上側から順に一列ずつ高圧部を探索する。部位推定部208は、上側から高圧部を探索し、低圧部、中圧部又は高圧部が所定の距離以内であるときは、同一の部位と推定する。所定の距離は、人間の体の大きさに基づいて決定され、例えば、15cmである。また、部位推定部208は、検出される列が連続している場合は同じ部位として分類する。また、部位推定部208は、低圧部、中圧部及び高圧部が検出されない列においても、検出された列の前後1列ずつは同じ部位として推定する。上述したように推定することによって、部位推定部208は、図6Aの参照符号A〜Cに分類し、下側から参照符号Cの部分が腰部、参照符号Bの部分が肩部、参照符号Aの部分が頭部と推定する。
FIG. 6A shows an explanatory diagram of the first method. A 1st system estimates a site | part according to the number of the high voltage | pressure parts (For example, the magnitude | size of a pressure is 9.0 kPa or more) of pressure information. The
図6Bに、第2の方式の説明図を示す。第2の方式は、連なる圧力分布の数に応じて推定する。部位推定部208は、圧力の大きさによらず、圧力のかかっている部分が連なる部分を同じ部分とみなし、途切れた部分で他の部分と区別する。部位推定部208は、区別した部分について、下側から腰部、肩部、頭部と推定する。図6Bの例では、圧力分布が途切れた部分で区切ることによって、図6Bの参照符号A〜Cは区別することができる。部位推定部208は、下側から参照符号Cの部分が腰部、参照符号Bの部分が肩部、参照符号Aの部分が頭部と推定する。
FIG. 6B shows an explanatory diagram of the second method. The second method estimates according to the number of continuous pressure distributions. The
なお、部位推定部208は、上記2つの方法を組み合わせて推定する方法、又は圧力分布の形状を基に推定する方法などを用いて、部位を推定することも可能である。
Note that the
図7に、部位情報と時間情報の一例を示す。図7において、推定された部分が1で表され、推定されなかった部分が0で表されている。 FIG. 7 shows an example of part information and time information. In FIG. 7, the estimated part is represented by 1 and the part that was not estimated is represented by 0.
部位推定部208は、推定した部位情報と圧力情報と時間情報とを、定常状態取得部209、定常状態切替部210、及び姿勢方向推定部211へ出力する。
(定常状態取得部209)
定常状態取得部209は、動作情報取得部206より動作情報と時間情報とを取得し、部位推定部208より部位情報と圧力情報と時間情報とを取得する。
(Steady state acquisition unit 209)
The steady
定常状態取得部209は、取得した時点の動作情報と部位情報とを基に、ユーザ105の頭部と表示装置102との距離を算出する。なお、かかる算出は、定常状態取得部209に代わり、距離算出部が行なってもよい。
The steady
定常状態取得部209は、取得した時点の距離情報、圧力情報、部位情報及び動作情報を定常状態情報として記憶する。ここで、定常状態とは、ユーザ105が無理のない姿勢で表示装置102を見ることができる状態を意味する。定常状態における表示装置102の位置及び姿勢は、ユーザ105が表示装置102を移動し、ユーザ105の見やすい位置に表示装置102をセットすることにより決定される。その際、入出力IF215を用いてユーザ105が定常状態であることを入出力IF215を介して入力することによって、定常状態は決定される。
The steady
定常状態では、図8の参照符号Aに示すように、ユーザ105から表示装置102までの距離を距離情報として記憶する。
In the steady state, the distance from the
定常状態取得部209は、定常状態として以下の4つの状態のいずれかを取得する。
The steady
第1の状態は、仰向け状態である。具体的には、第1の状態は、図9Aに示すようにユーザ105が支持台103に仰向けに寝ている状態(以下、「仰向けの状態」とも記載する)である。また、図9Bに、このときの圧力分布を示す。
The first state is a supine state. Specifically, as shown in FIG. 9A, the first state is a state in which the
第2の状態は、座り状態(以下、「座っている状態」とも記載する)である。具体的には、第2の状態は、図10Aに示すようにユーザ105が支持台103から起き上がり、座る状態である。また、図10Bに、このときの圧力分布を示す。
The second state is a sitting state (hereinafter also referred to as “sitting state”). Specifically, the second state is a state in which the
第3の状態は、うつ伏せ状態(以下、「うつ伏せの状態」とも記載する)である。具体的には、第3の状態は、図11Aに示すようにユーザ105が支持台103にうつ伏せに寝ている状態である。また、図11Bに、このときの圧力分布を示す。
The third state is the prone state (hereinafter also referred to as “the prone state”). Specifically, the third state is a state in which the
第4の状態は、横向き状態(以下、「横向きの状態」とも記載する)である。具体的には、第4の状態は、図12A又は図13Aに示すようにユーザ105が支持台103に左右いずれかの方向を向いて寝ている状態である。
The fourth state is a sideways state (hereinafter also referred to as a “sideways state”). Specifically, the fourth state is a state in which the
右向きの横向き(以下、「右横向きの状態」とも記載する)は、図12Aに示すようにユーザ105が支持台103に右を向いて横向きになって寝ている状態である。また、図12Bに、このときの圧力分布を示す。
The right sideways direction (hereinafter also referred to as “right sideways state”) is a state in which the
左向きの横向き(以下、「左横向きの状態」とも記載する)は、図13Aに示すようにユーザ105が支持台103に左を向いて横向きになって寝ている状態である。また、図13Bに、このときの圧力分布を示す。
The left sideways direction (hereinafter also referred to as “left sideways state”) is a state where the
定常状態取得部209は、上述したように分類した状態を定常状態としてユーザ105より取得することで、ユーザ105がとる体勢を確実に取得することができる。
The steady
また、ここでは4つの状態を説明したが、上記4つの状態の少なくとも1つ以上の状態を定常状態として保有することで、定常状態取得部209は、ユーザ105の体勢を取得することが可能である。
Although the four states have been described here, the steady
定常状態取得部209は、取得した距離情報、圧力情報、部位情報及び動作情報を定常状態切替部210へ出力する。
The steady
(定常状態切替部210)
定常状態切替部210は、部位推定部208より部位情報と圧力情報と時間情報とを取得し、定常状態取得部209より距離情報と圧力情報と部位情報と動作情報とで構成される定常状態情報を取得する。定常状態切替部210は、取得した情報を基に、その時点で使用する定常状態情報を選択する。
(Steady state switching unit 210)
Steady
上述した4つの状態のいずれかの状態を選択するにあたり、優先順位が設定される。選択される優先順位は、仰向け状態、横向き状態、座り状態、うつ伏せ状態の順である。うつ伏せ状態は例外的な状態として選択される。その他の状態は、下記のI及びIIに従い、優先順位がつけられ、優先順位の高い順に、状態が選択される。 In selecting one of the four states described above, a priority order is set. The priority order selected is the order of the supine state, the sideways state, the sitting state, and the prone state. The prone state is selected as an exceptional state. Other states are prioritized according to the following I and II, and states are selected in descending order of priority.
I:部位数が多い場合は、優先順位が高い
II:圧力分布の時系列変化が小さい場合は、優先順位が高い
より具体的には、図46のフローチャートに従って、仰向け状態、横向き状態又は座り状態のいずれかの状態を選択する。
I: When the number of parts is large, the priority is high. II: When the time series change of the pressure distribution is small, the priority is high. More specifically, according to the flowchart of FIG. 46, the supine state, the sideways state, or the sitting state. Select one of the states.
ステップS10101では、部位数が1か否かを判定し、部位数が1の場合はステップS10102に進み、部位数が1ではない場合はステップS10103に進む。 In step S10101, it is determined whether or not the number of parts is 1. If the number of parts is 1, the process proceeds to step S10102. If the number of parts is not 1, the process proceeds to step S10103.
ステップS10102では、座り状態を選択する。 In step S10102, a sitting state is selected.
ステップS10103では、圧力分布の時系列変化が横に移動しているか否かを判定し、横に移動している場合はステップS10104に進み、横に移動していない場合はステップS10105に進む。 In step S10103, it is determined whether or not the time-series change in the pressure distribution has moved sideways. If it has moved sideways, the process proceeds to step S10104. If it has not moved sideways, the process proceeds to step S10105.
ステップS10104では、横向き状態を選択する。 In step S10104, the landscape state is selected.
ステップS10105では、仰向け状態を選択する。 In step S10105, the supine state is selected.
以下に、定常状態の選択方法の一例を説明する。定常状態切替部210は、部位推定部208より取得した部位情報に応じて定常状態を選択する。定常状態切替部210は、部位情報において、頭部、肩部及び腰部の3種類の部位が推定された場合には仰向けの定常状態を選択し、腰部のみが推定された場合には座る状態の定常状態を選択する。定常状態切替部210は、部位情報において、他のパターンの推定が行われた場合には仰向けの定常状態を選択する。
Below, an example of the selection method of a steady state is demonstrated. The steady
また、上記の方法に加えて、定常状態切替部210は、部位情報において腰部及び肩部の2種類の部位が推定された場合にはうつ伏せの定常状態を選択することも可能である。
In addition to the above-described method, the steady
また、定常状態切替部210により仰向けの定常状態が選択された場合においても、定常状態切替部210が腰部及び肩部の形状を見て、右向きの横向き、又は左向きの横向きの定常状態を選択することも可能である。
Further, even when the steady
なお、選択する定常状態は、ユーザ105が入出力IF215を用いて入力することも可能である。
The steady state to be selected can be input by the
定常状態切替部210は、選択した定常状態情報(距離情報、圧力情報、部位情報及び動作情報)と時間情報とを、姿勢方向推定部211と動作情報生成部213とへ出力する。
The steady
(姿勢方向推定部211)
姿勢方向推定部211は、部位推定部208より部位情報と圧力情報と時間情報とを取得し、定常状態切替部210より定常状態情報(距離情報、圧力情報、部位情報及び動作情報)を取得する。姿勢方向推定部211は、取得した情報を基に、定常状態からの圧力分布の時系列変化を計測し、ユーザ105の顔の向き又は姿勢の向きを推定する。
(Attitude direction estimation unit 211)
The posture
姿勢方向推定部211は、頭部、肩部又は腰部の各部における圧力のかかっている部分の数、各部における圧力のかかっている部分の面積、各部における圧力のかかっている部分の形状、各部における圧力のかかっている部分の位置、各部における高圧部の数、各部における高圧部の面積、各部における高圧部の形状、又は各部における高圧部の位置のうちの少なくとも1つ以上の情報によって、ユーザ105の顔の向き又は姿勢の向きを推定する(詳細は後述する)。
The posture
姿勢方向推定部211によるユーザ105の顔の向き又は姿勢の向きの具体的な推定方法について、以下の3つの具体例を用いて説明する。
A specific method for estimating the orientation or orientation of the face of the
第1の例は、ユーザ105が支持台103の上で寝返りを打つときの姿勢と顔方向の推定方法について説明する。図14A、図14B、図14Cの順に示すようにユーザ105が寝返りを打つ際、図14Bに示す寝返り途中と、図14Cに示す寝返り完了との状態におけるユーザ105の姿勢と顔方向を推定する方法について説明する。図15A、図15B、図15Cに、図14A、図14B、図14Cにおける圧力分布をそれぞれ示す。ここで、ユーザ105の顔の方向は10°刻み程度で推定される(詳細は後述する)。
In the first example, a method for estimating the posture and the face direction when the
姿勢方向推定部211は、図15B及び図15Cにおいて、図15Aに示す定常状態から腰部及び肩部の形状が左向きの形状に変化していることから、ユーザ105が支持台103の上で横向きになっていることを推定する。具体的には、姿勢方向推定部211は、図15B及び図15Cにおいて、参照符号Aの実線で囲んだ領域の形状が、参照符号Bの矢印の方向に伸びていること、及び参照符号Bの方向に移動していることから、ユーザ105が支持台103上で横向きになっていることを推定する。さらに、姿勢方向推定部211は、図15Cの参照符号Cに示す肩部の高圧部の位置が、図15Bの参照符号Cに示す肩部の高圧部の位置と比較して、肩部の圧力分布の上側かつ頭部に近いと、寝返りを完了して横を向いている状態であると推定する。
In FIG. 15B and FIG. 15C, the posture
姿勢方向推定部211は、図15Cの参照符号Cに示す肩部の高圧部の位置が、図15Bの参照符号Cに示す肩部の高圧部の位置と比較して、肩部の圧力分布の上側でないと、寝返りをしている途中であると推定する。
The posture
また、姿勢方向推定部211は、図16Aに示すようにユーザ105が支持台103の上で肘をついている状態であるか否かを区別できる。図16Bに、図16Aの肘をついている状態の圧力分布を示す。図16Bより、肘をついている状態は、横向きに寝ている状態と比較して、肩部の圧力がかかる部分の面積が小さく、かつ頭部の圧力がかかる部分の面積が大きいことが分かる。これにより、姿勢方向推定部211は、肘を付いている状態であるか否かを区別することができる。
Further, the posture
第2の例は、ユーザ105が支持台103の上で座っているときの姿勢と顔方向の推定方法について説明する。図17Aに、ユーザ105が正面を向いて支持台103上に座っている状態を示す。図17Bに、ユーザ105が右側を向いて支持台103上に座っている状態を示す。図17Cに、ユーザ105が左側を向いて支持台103上に座っている状態を示す。図18A、図18B、図18Cに、図17A、図17B、図17Cにおける圧力分布をそれぞれ示す。姿勢方向推定部211は、図17A又は図17Bにおける圧力分布を示す図18A又は図18Bより、ユーザ105の顔の向き又は姿勢の向きを推定することができる。また、姿勢方向推定部211は、図17A、図17Bの順に変化する状態を示す図18A、図18Bの順より、ユーザ105の顔の向き又は姿勢の向きを推定することもできる。
In the second example, a method for estimating the posture and the face direction when the
姿勢方向推定部211は、図17Aに示すような正面を向いて座っている定常状態から、図17Bに示すような右側を向いて座っている定常状態であるか、図17Cに示すような左側を向いて座っている定常状態であるかを区別することができる。ここでは、姿勢方向推定部211は、腰部の圧力がかかる部分または高圧部の形状によって、左右いずれの側を向いて座っている定常状態であるかを判断することができる。図17A〜図17Cの参照符合A及び参照符合Bに示すような腰部の圧力がかかる部分又は腰部の高圧部の形状が凹の字になっている場合、姿勢方向推定部211は、図17A〜図17Cの参照符号Cの矢印で示した方向である凹の字の上方向(以下、「空いている方向」とも記載する)に、姿勢又は顔の方向が向いていると推定できる。
The posture
第3の例は、ユーザ105が寝ている支持台103にリクライニング機能又は機構がある場合にユーザ105の姿勢又は顔方向を推定方法について説明する。図19A〜図19Cに、第3の例を説明するための説明図を示す。図19Aに、支持台103の背もたれ部分が寝ている(支持台103の水平方向を角度0°としたとき角度0°)の状態を示す。図19Bに、支持台103の背もたれ部分が途中まで起き上がっている(支持台103の水平方向を角度0°としたとき角度約30°)の状態を示す。図19Cに、支持台103の背もたれ部分が起き上がっている(支持台103の水平方向を角度0°としたとき角度約90°)の状態を示す。図20A、図20B及び図20Cに、図19A、図19B及び図19Cにおける圧力分布をそれぞれ示す。
The third example describes a method for estimating the posture or face direction of the
リクライニング機構が稼動している時、つまり支持台103の背もたれ部分が支持台103の水平方向を角度0°としたとき角度0°以外である時、ユーザ105の姿勢又は顔の方向は、腰部の高圧部の面積の大きさ、及び肩部の圧力のかかる部分の面積の大きさにより判断される。
When the reclining mechanism is in operation, that is, when the backrest portion of the
姿勢方向推定部211は、図19A、図19B、図19Cの順に支持台103の背もたれ部分の角度が大きくなるにつれて、図20A〜図20Cに示すように、図20A、図20B、図20Cの順に参照符号Aの腰部の高圧部の面積が大きくなり、かつ参照符号Bの肩部の圧力のかかる部分の面積が小さくなることによって、ユーザ105の姿勢又は顔の方向を推定できる。このとき、姿勢方向推定部211は、図20A、図20B、図20Cの順にユーザ105が起き上がる姿勢になると推定する。
As shown in FIGS. 20A to 20C, the posture
図20A〜図20Cの圧力分布では、参照符号Aで示す腰部の高圧部の面積は、図20Aでは3マス、図20Bでは6マス、図20Cでは12マスと大きくなっている。また、参照符号Bで示す肩部の圧力のかかる部分の面積は、図20Aでは54マス、図20Bでは45マス、図20Cでは31マスと小さくなっている。 In the pressure distributions of FIGS. 20A to 20C, the area of the high-pressure portion of the waist indicated by reference sign A is 3 squares in FIG. 20A, 6 squares in FIG. 20B, and 12 squares in FIG. 20C. Further, the area of the shoulder-applied portion indicated by reference sign B is as small as 54 squares in FIG. 20A, 45 squares in FIG. 20B, and 31 squares in FIG. 20C.
なお、リクライニングの角度については、支持台103に角度センサを取り付けることにより取得することができる。これにより、姿勢方向推定部211は、ユーザ105の姿勢又は顔方向を推定することができる。
The reclining angle can be obtained by attaching an angle sensor to the
姿勢方向推定部211は、上記のように圧力分布を用いて、ユーザ105の姿勢を推定し、ユーザ105の姿勢を基にユーザ105の顔の方向を推定する。そのため、姿勢方向推定部211は、姿勢が変わらないと顔方向も変わらないと推定する。よって、実施形態1に係るアームの制御方法では、特許文献1に示すようなユーザ105の視線のみを検出するときに生じる過度に推定位置が変化するようなことが起きない。
The posture
図21に、生成する姿勢方向情報の一例を説明する説明図を示す。姿勢方向情報は、顔の位置情報(x,y,z)と顔の向いている方向(rx,ry,rz)とで表される。顔の位置情報における原点Oは、アーム202の原点Oとし、図21中において原点Oで示す。また、図21に示すように座標系は、アーム202の座標系を用いる。顔の向いている方向は、図21中に示すアーム202の座標系に従い、図21中の参照符号Aで表される矢印を姿勢情報で表す。姿勢方向情報と時間情報とは、図22で表されるような、位置情報と姿勢情報と時間情報とで表される情報である。
FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining an example of posture direction information to be generated. The posture direction information is represented by face position information (x, y, z) and a face direction (rx, ry, rz). The origin O in the face position information is the origin O of the
以下、上記の第1の例、第2の例及び第3の例に関する具体的な推定値について説明する。 Hereinafter, specific estimated values regarding the first example, the second example, and the third example will be described.
第1の例において、図15A〜図15Cの参照符号aで示す頭部の高圧部の支持台103上での座標を顔の位置情報とする。
In the first example, the coordinates on the
姿勢情報については、図15B及び図15C中の参照符号Cで示される肩部の高圧部の位置が、図15B及び図15C中の参照符号Dに示す肩部の上下方向の領域において、何割程度上側に位置するかによって回転角度を推定される。例えば、姿勢方向推定部211は、図15Cでは、肩部の高圧部が肩部の一番上側に位置するので90°回転したと推定できる。
Regarding the posture information, the position of the high-pressure portion of the shoulder portion indicated by the reference symbol C in FIGS. 15B and 15C is the percentage in the vertical direction of the shoulder portion indicated by the reference symbol D in FIGS. 15B and 15C. The rotation angle is estimated depending on whether it is positioned approximately upward. For example, in FIG. 15C, the posture
第2の例において、位置情報について、図18A〜図18Cの参照符号Bで示す腰部の高圧部の支持台103からユーザ105の座高分+y方向に進んだ座標を顔の位置情報とする。
In the second example, for the position information, the coordinates that have advanced in the + y direction for the sitting height of the
ユーザ105の座高情報は、ユーザ105が入出力IF215を用いて入力されるか、定常状態より検出される(詳細は後述する)。姿勢情報については、図18Aの定常状態の参照符号C方向を基準に、参照符号Cの矢印が回転した角度が姿勢情報となる。例えば、姿勢情報は、図18Bでは−100°、図18Cでは80°となる。
The sitting height information of the
第3の例において、位置情報について、図20Aの参照符号aで示す頭部の高圧部のベッド上での座標を顔の位置情報とする。 In the third example, regarding the position information, the coordinates on the bed of the high-pressure part of the head indicated by the reference symbol a in FIG.
図20B及び図20Cのように頭部が検出されない場合は、姿勢方向推定部211は、図20Aの参照符号cで示す肩部の高圧部(参照符号b)から頭部の高圧部(参照符号a)までの距離を用いて、肩部の高圧部(図20B、図20Cの参照符号b)から上側に上述した距離進んだ座標を位置情報とする。
When the head is not detected as in FIGS. 20B and 20C, the posture
姿勢情報については、腰部の高圧部(参照符号A)の数が図20Aの定常状態を基準に増えた数に応じて角度を推定される。例えば、姿勢情報は、図20Bでは3マス増えているので30°、図20Cでは9マス増えているので90°とする。 As for the posture information, the angle is estimated according to the number of the high-pressure portions (reference symbol A) of the waist that is increased based on the steady state of FIG. 20A. For example, the posture information is 3 ° in FIG. 20B and 30 °, and 9 ° in FIG. 20C and 90 °.
姿勢方向推定部211は、生成した姿勢方向情報と、部位情報と、圧力情報と、時間情報とを制御方法切替部212へ出力する。
The posture
(制御方法切替部212)
制御方法切替部212は、姿勢方向推定部211より姿勢方向情報と、部位情報と、圧力情報と、時間情報とを取得する。制御方法切替部212は、取得した情報を基にアーム202の制御方法を切り替える。
(Control method switching unit 212)
The control
制御方法切替部212は、支持台103の姿勢が変わらずユーザ105が体勢を変えるときと、支持台103の姿勢が変わりユーザ105の体勢が変わるときとで制御方法を変える。上記の2つの状態の区別は、圧力分布の時系列変化により検出される。具体的には、図14A〜図14Cの寝返り動作などが前者に当たり、図19A〜図19Cのリクライニング動作などが後者に当たる。
The control
支持台103の姿勢が変わらずユーザ105が体勢を変えるときは、ユーザ105が体勢を変えている途中では、アーム202は移動しないように制御方法切替部212により制御される。ユーザ105が体勢を変え終えたときに、制御方法切替部212は、アーム202が所望の位置に移動するように制御する。このように制御することによって、ユーザ105が表示装置102を見ずに体勢を変えているときには表示装置102は移動せず、ユーザ105が体勢を変え終えて表示装置102を見ているときには表示装置102が追従する。このため、視線のように表示装置102が過度にユーザ105に追従することがなく、表示装置102の不要な移動を避けて、表示装置102を見る時点のみ移動できる。
When the posture of the
以下、制御方法切替部212の処理内容について、図23A〜図23Dのユーザ105が支持台103の上で寝返りを打つ動作を用いて説明する。図23A〜図23Dは、図23A、図23B、図23C、図23Dの順にユーザ105が寝返りを打つ際の寝返り途中(図23B)と寝返り完了(図23C及び図23D)の状態を表す。
Hereinafter, the processing content of the control
図23Aでは、ユーザ105が定常状態で表示装置102を見ている状態であり、表示装置102は移動しない。図23Bでは、ユーザ105が寝返りを打っている途中であり、表示装置102は移動しない。図23Cでは、ユーザ105が寝返りを打ち終わった瞬間であり、まだ表示装置102は移動しない。図23Dでは、ユーザ105が寝返りを打ち終わって体勢が安定した状態であり、表示装置102は移動する。
In FIG. 23A, the
体勢が安定した状態の検出は、圧力分布の変化が第1の閾値(例えば、0.1kPa)以下の状態が、第2の閾値(例えば、100.0msec)以上続いたときに安定状態の検出を行う。 The stable state is detected when the state in which the pressure distribution changes below the first threshold (for example, 0.1 kPa) continues for the second threshold (for example, 100.0 msec) or more. I do.
支持台103の姿勢が変わりユーザ105の体勢が変わるときは、支持台103の姿勢が変わっている途中では、アーム202が顔方向に追従して移動するように制御部214が制御する。支持台103の姿勢が変わり終わったときでは、アーム202は移動しないように制御部214制御する。制御部214がこのように制御することによって、ユーザ105が表示装置102を見ながら支持台103の姿勢を変えているときには表示装置102を移動し、支持台103の姿勢が変わり終えてユーザ105が表示装置102を見ているときには表示装置102は移動しない。これにより、ユーザ105が表示装置102を見ながら支持台103の姿勢を調整しているときは、表示装置102を見やすい位置に移動できる。さらに、ユーザ105が表示装置102に衝突することを防ぐ効果もある。
When the posture of the
以下に、制御方法切替部212の処理内容について、図24A〜図24Dの支持台103のリクライニング機能を用いてユーザ105の体勢を変える動作を例に説明する。図24A〜図24Dは、図24A、図24B、図24C、図24Dの順に支持台103がリクライニングする際の途中(図24B)と完了(図24C、図24D)の状態を表す。
Hereinafter, the processing contents of the control
図24Aに、ユーザ105が定常状態で表示装置102を見ている状態で表示装置102を移動しないことを説明する説明図を示す。図24Bに、リクライニングしている途中であり、表示装置102をユーザ105の体勢に合わせて移動制御することを説明する説明図を示す。図24Cに、リクライニングが完了した瞬間であり、表示装置102を移動制御することを説明する説明図を示す。図24Dに、リクライニングが完了してユーザ105の体勢が安定した状態であり、表示装置102を移動しないことを説明する説明図を示す。
FIG. 24A is an explanatory diagram for explaining that the
体勢が安定した状態の検出は、圧力分布の変化が第1の閾値(例えば、0.1kPa)以下の状態が、第2の閾値(例えば、100.0msec)以上続いたときに安定状態の検出をすることにより行う。制御部214は、姿勢方向情報で表されるユーザ105の顔の方向の正面に正対するように表示装置102を移動させる。また、制御部214は、定常状態情報からの距離情報を基に、顔の位置から距離情報分離れた位置に表示装置102を移動させる。
The stable state is detected when the state in which the pressure distribution changes below the first threshold (for example, 0.1 kPa) continues for the second threshold (for example, 100.0 msec) or more. It is done by doing. The
また、図23Bにおけるユーザ105が体勢を変え始める瞬間又は図24Bにおけるリクライニングし始める瞬間において、ユーザ105から表示装置102を遠ざける方向に移動させてから次の動作を行うこともできる。このように、ユーザ105の体勢が変わり始めるときに、一旦、表示装置102が離れることによって、ユーザ105と表示装置102が干渉することを防ぐことができる。
Further, at the moment when the
制御方法情報と時間情報とは、図25で表されるような情報であり、移動しない場合は0、顔方向に追従する場合は1、人から離れる場合は2で表される。 The control method information and the time information are information as shown in FIG. 25, and are expressed as 0 when not moving, 1 when following the face direction, and 2 when moving away from the person.
制御方法切替部212は、制御方法情報と、姿勢方向情報と、時間情報とを動作情報生成部213へ出力する。
The control
(動作情報生成部213)
動作情報生成部213は、動作情報取得部206より動作情報と時間情報とを取得し、定常状態切替部210より定常状態情報と時間情報とを取得し、制御方法切替部212より制御方法情報と姿勢方向情報と時間情報とを取得する。動作情報生成部213は、取得した情報を用いてアーム202の動作情報を生成する。
(Operation information generation unit 213)
The motion
動作情報生成部213が生成する動作情報の生成方法は、制御方法切替部212から取得した制御方法情報及び時間情報に応じて生成方法が異なる。制御方法情報は、0(移動しない)、1(顔方向に追従する)、2(人から離れる)の3種類あるので、それぞれの方法について以下に説明する。なお、動作情報生成部213は、複数の制御方法の選択はできず、いずれかの制御方法1つだけを選択する。
The generation method of the operation information generated by the operation
制御方法情報が0(移動しない)の場合は、アーム202を現在の位置に静止させることを表す。ここでは、動作情報生成部213は、動作情報取得部206から取得した現在の位置及び姿勢にアーム202をとどまらせるという動作情報を生成する。
When the control method information is 0 (does not move), this means that the
制御方法情報が1(顔方向に追従する)の場合は、表示装置102をユーザ105の見やすい位置及び姿勢に移動させるようにアーム202を移動させることを表す。ここでは、姿勢方向情報で表される位置情報と姿勢情報とを用いて、動作情報生成部213は、位置情報の位置から姿勢情報の方向に、定常状態情報で表される距離情報の距離だけ離れた位置に表示装置102を移動させるような動作情報を生成する。制御部214が移動制御を行う場合は、動作情報取得部206から取得した現在の動作情報を用いて行う。また、表示装置102は表示装置102の表示部がユーザ105の顔の方向に向くような姿勢をとる。
When the control method information is 1 (follows the face direction), this indicates that the
制御方法情報が2(人から離れる)の場合は、表示装置102をユーザ105から離れる位置に移動させるようにアーム202を移動させることを表す。ここでは、動作情報生成部213は、動作情報取得部206から取得した現在の位置から、姿勢方向情報で表される姿勢方向に移動させるような動作情報を生成する(詳細は後述する)。
When the control method information is 2 (away from a person), this indicates that the
また、ユーザ105が定常状態を定める場合、又は表示装置102の位置を微調整する場合などにおいて、表示装置102を移動させる際、動作情報生成部213は、ユーザ105の操作に合わせてアーム202を移動させるような動作情報を生成する。動作情報は、ユーザ105がアーム202を直接触り、アーム202を移動させることによって生成される。例えば、動作情報は、アーム202に力センサ2601を取り付け、ユーザ105がアーム202に加えた力の大きさにゲインを掛けて、アーム202の移動量を導出される。その際に、ゲインの値を大きくすることによって、アーム202は軽い力で移動することができる。
In addition, when the
図26Aに、アーム202に力センサ2601を取り付ける一例を示す。また、図26B及び図26Cに、ユーザ105が力センサ2601に力を加え、アーム202を移動させる例を示す。先に述べたアーム202の動作情報の生成方法との区別は、力センサ2601にユーザ105が力を加えているか否かで区別することができる。動作情報生成部213は、力センサ2601に力が加えられていない場合、先に述べた方法でアーム202の動作情報を生成し、力が加えられている場合、ユーザ105の加える力に応じて動作情報を生成する。
FIG. 26A shows an example in which the
また、動作情報生成部213は、下記のI又はIIのように、部位数又は圧力分布の時系列変化によって、異なる動作情報を生成する。
Further, the motion
I:部位数が多い場合は支持台103の長尺方向を軸に回転する動作情報を生成し、部位数が少ない場合は支持台103に対して垂直な方向を軸に回転する動作情報を生成する。
I: When the number of parts is large, motion information that rotates about the longitudinal direction of the
II:圧力分布の時系列変化が小さい場合は移動しない状態(制御方法情報が0の状態)の時間が短く、圧力分布の時系列変化が大きい場合は移動しない状態の時間が長い。 II: When the time series change of the pressure distribution is small, the time of the state of not moving (the control method information is 0) is short, and when the time series change of the pressure distribution is large, the time of the state of not moving is long.
より具体的には、仰向け状態又は横向き状態などの部位数が多い状態の場合には、図45の参照符号Aで示すようなrz方向回転である支持台103の長尺方向を軸に回転する動作情報を生成する。座り状態の部位数が少ない状態の場合には、図45の参照符号Bで示すようなry方向回転である支持台103に対して垂直な方向を軸に回転する動作情報を生成する。
More specifically, in the case of a state where there are a large number of parts, such as a supine state or a sideways state, the
また、ユーザ105の動きが少なく、かつ圧力分布の時系列変化が小さい場合は、移動しない状態(制御方法情報が0の状態)の時間が短い。ユーザ105の動きが多く、かつ圧力分布の時系列変化が大きい場合は、移動しない状態の時間が長い。このように移動しない状態の時間を変えることによって、ユーザ105の移動が多い場合にアーム202も移動するため、ユーザ105とアーム202との干渉を防ぐ効果がある。
Further, when the movement of the
動作情報と時間情報とは、図22で表されるような情報である。 The operation information and time information are information as shown in FIG.
動作情報生成部213は、生成した動作情報と時間情報とを制御部214へ出力する。
The motion
(制御部214)
制御部214は、動作情報生成部213より動作情報と時間情報とを取得する。制御部214は、取得した動作情報を用いてアーム202の制御を行う。
(Control unit 214)
The
制御方法は、取得した動作情報を、入出力IF215に内蔵されたタイマーを利用して、ある一定時間毎(例えば、1msec毎)に、入出力IF215へ出力することによりアーム202の動作を制御する。
The control method controls the operation of the
<周辺装置の説明>
入出力IF215は、制御部214から入力された動作情報をモータドライバ216に出力する。また、入出力IF215は、アームの各軸のエンコーダから入力された値からアーム202の位置情報及び姿勢情報をエンコーダ内部の演算部で求め、位置情報及び姿勢情報と入出力IF215に内蔵されたタイマーからの時間情報とを、動作情報取得部206に出力する。圧力センサ104から圧力情報を取得し、圧力情報と入出力IF215に内蔵されたタイマーからの時間情報を圧力情報取得部207に出力する。また、入出力IF215は、図27に示すように、入力部215Aと出力部215Bとによって構成される。入力部215Aは、入力IFとなっており、キーボード又はマウス又はタッチパネル又は音声入力などによりユーザ105が項目を選択する場合、又は、キーボード又はマウス又はタッチパネル又は音声入力などによりユーザ105が数字を入力する場合などに用いられる。出力部215Bは、出力IFとなっており、取得した情報などを外部に出力する場合又はディスプレイなどに表示する場合などに用いられる。
<Description of peripheral devices>
The input / output IF 215 outputs the operation information input from the
モータドライバ216は、入出力IF215から取得した動作情報を基に、アーム202を制御するために、アーム202の各軸のモータへの指令値をアーム202に出力する。
The
<アームの説明>
アーム202において、入出力IF215に内蔵されたタイマーを利用して、ある一定時間毎(例えば、1msec毎)に、アーム202の動作情報をアーム202の各エンコーダを用いてエンコーダ内部の演算部で求めて入出力IF215に出力する。また、アーム202は、モータドライバ216からの指令値に従って制御される。
<Description of arm>
In the
アーム202は各関節にモータとエンコーダがあり、所望の位置及び姿勢に制御することができる。ここでは、6関節を有する6自由度の多リンクマニピュレータとする。なお、アーム202の関節数及び自由度は、本実施形態の数に限られるわけではなく、1以上のいかなる数でも可能である。
The
<フローチャート>
第1実施形態のアーム202の制御装置204の操作手順を図28、図29のフローチャートを用いて説明する。
<Flowchart>
The operation procedure of the
図28は、第1実施形態のアーム202の制御装置204の操作の一例を示す。
FIG. 28 shows an example of the operation of the
まず、ステップS2801では、ユーザ105が表示装置102を自分の見やすい位置及び姿勢に移動させ、ステップS2802に進む。
First, in step S2801, the
次に、ステップS2802では、ユーザ105の圧力分布と、表示装置102の位置及び姿勢とを基に、定常状態を検出し、ステップS2803に進む。ここでは、定常状態を毎回検出しているが、同じ定常状態を使用する場合は一度記憶した定常状態を使用することで、ステップS2802をスキップすることができる。
Next, in step S2802, a steady state is detected based on the pressure distribution of the
次に、ステップS2803では、ユーザ105が表示装置102を見ている状態で、表示装置102は移動せず、ステップS2804に進む。
Next, in step S2803, the
次に、ステップS2804では、ユーザ105が表示装置102を見ている体勢を変え、その体勢の変更を圧力分布の変化から検出し、ステップS2805に進む。
Next, in step S2804, the posture at which the
次に、ステップS2805では、ユーザ105が体勢を変えたときの圧力分布の変化と、定常状態と、アームの動作情報とを基に、ユーザ105が見やすい位置又は姿勢に表示装置102を移動させる。
Next, in step S2805, the
図29では、図28で表されるフローチャートのステップS2804の体勢変更検出、ステップS2805のアーム制御について、詳しく説明する。 29, the posture change detection in step S2804 and the arm control in step S2805 of the flowchart shown in FIG. 28 will be described in detail.
まず、ステップS2901では、動作情報取得部206において動作情報を取得し、圧力情報取得部207において圧力情報を取得し、ステップS2902に進む。
First, in step S2901, the operation
次に、ステップS2902では、圧力情報取得部207において、取得した圧力情報の圧力分布の変化が安定している場合にはステップS2903に進み、安定していない場合にはフローを終了する。
Next, in step S2902, in the pressure
次に、ステップS2903では、部位推定部208において、圧力情報における部位を推定し、ステップS2903に進む。
Next, in step S2903, the site |
次に、ステップS2904では、定常状態切替部210において、圧力情報取得部207から取得した圧力情報と、部位推定部208から取得した部位情報と、定常状態取得部209から取得した定常状態情報とを基に、現在の定常状態を取得し、ステップS2905に進む。
Next, in step S2904, in the steady
次に、ステップS2905では、姿勢方向推定部211において、定常状態からの圧力分布の時系列変化を用いて、ユーザ105の姿勢又は顔の方向を推定し、ステップS2906に進む。
Next, in step S2905, the posture /
次に、ステップS2906では、制御方法切替部212において、ユーザ105の体勢が変わるとき、支持台103の姿勢が変わるときに基づいて、制御方法を切り替える。制御方法情報が0の場合はステップS2907に進み、制御方法情報が0でない場合はステップS2908に進む。
Next, in step S2906, the control
次に、ステップS2907では、動作情報生成部213において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、その時点にいる位置から移動しない動作情報を生成し、ステップS2911に進む。
Next, in step S2907, the operation
次に、ステップS2908では、制御方法切替部212において、制御方法情報が1の場合はステップS2909に進み、制御方法情報が1でない場合はステップS2910に進む。
Next, in step S2908, in the control
次に、ステップS2909では、動作情報生成部213において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、推定したユーザ105の姿勢や顔方向に追従するような動作情報を生成し、ステップS2911に進む。
Next, in step S2909, the motion
次に、ステップS2910では、動作情報生成部213において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、ユーザ105から離れるような動作情報を生成し、ステップS2911に進む。
Next, in step S2910, the operation
次に、ステップS2911では、制御部214において、動作情報生成部213から取得した動作情報を基に、表示装置102を移動させるようにアームを制御する。
Next, in step S2911, the
《第1実施形態の効果》
定常状態からの圧力分布の時系列変化に応じてアームを制御することによって、表示装置の不要な移動を避けて見やすい時点に見やすい位置に移動させることができる。
<< Effects of First Embodiment >>
By controlling the arm according to the time series change of the pressure distribution from the steady state, it is possible to avoid unnecessary movement of the display device and move it to a position that is easy to see at an easily viewable time.
(変形例1)
図47は、本発明の変形例1における制御装置204Eの機能構成を示すブロック図である。
(Modification 1)
FIG. 47 is a block diagram showing a functional configuration of the
制御装置204Eは、圧力情報取得部207、部位推定部208、姿勢方向推定部211、動作情報生成部213及び制御部214を有する。
The
圧力情報取得部207は、支持台103上の位置毎の圧力を取得する。支持台103上の位置毎の圧力は、圧力センサ104より測定される。
The pressure
部位推定部208は、圧力情報取得部207より取得した圧力が所定の閾値以上の位置を、支持台103上に接するユーザ105の頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定する。
The
姿勢方向推定部211は、部位推定部208より推定された部位の位置を含む所定の範囲内の圧力の分布形状を用いて、支持台103上におけるユーザ105の姿勢の方向を推定する。
The posture
動作情報生成部213は、姿勢方向推定部211より推定されたユーザ105の姿勢の方向に対向する位置に表示装置102を移動させるためのアーム202を制御する情報を生成する。表示装置102は、アーム202の一部に固定して取り付けられる。
The motion
制御部214は、動作情報生成部213より生成された情報に基づいてアーム202を制御する。
The
以上の通り、制御装置204Eが有する各構成の機能について簡単に説明したが、各構成の詳細な機能については、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
As described above, the function of each component included in the
図48は、制御装置204Eの動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 48 is a flowchart showing an operation procedure of the
始めに、ステップS101では、圧力情報取得部207は、支持台103上の位置毎の圧力を取得する。
First, in step S <b> 101, the pressure
次に、ステップS102では、部位推定部208は、圧力情報取得部207より取得した圧力が所定の閾値以上の位置を、支持台103上に接するユーザ105の頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定する。
Next, in step S102, the
次に、ステップS103では、姿勢方向推定部211は、部位推定部208より推定された部位の位置を含む所定の範囲内の圧力の分布形状を用いて、支持台103上におけるユーザ105の姿勢の方向を推定する。
Next, in step S <b> 103, the posture
次に、ステップS104では、動作情報生成部213は、姿勢方向推定部211より推定されたユーザ105の姿勢の方向に対向する位置に表示装置102を移動させるためのアーム202を制御する情報を生成する。
Next, in step S <b> 104, the motion
次に、ステップS105では、制御部214は、動作情報生成部213より生成された情報に基づいてアーム202を制御する。
Next, in step S <b> 105, the
以上の通り、制御装置204Eの動作手順について簡単に説明したが、各ステップの詳細については、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
As described above, the operation procedure of the
制御装置204Eは、上記構成により、支持台103上におけるユーザ105の姿勢に応じた表示装置102を移動させるアーム202の制御を行なうことができる。具体的には、アーム202は、ユーザ105の見易い位置に表示装置102を移動することができる。
With the above configuration, the
また、制御装置204Eは、支持台103上の位置毎の圧力より、ユーザ105の姿勢を推定するための情報である頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置を推定する。これにより、制御装置204Eは、支持台103上におけるユーザ105の姿勢を推定することができる。
Further, the
また、制御装置204Eは、推定されたユーザ105の姿勢に対向する位置に表示装置102を移動させるためのアーム202を制御する情報を生成する。これにより、アーム202は、表示装置102をユーザ105の姿勢に対向する位置に移動させることができる。
Further, the
(第2実施形態)
図30は、本発明の第2実施形態における、ロボット101Bのブロック図を示す。本発明の第2実施形態のロボット101Bにおけるアーム202と、周辺装置205と、制御装置204Bのうちの動作情報取得部206と、圧力情報取得部207と、部位推定部208と、定常状態切替部210と、姿勢方向推定部211と、制御方法切替部212と、制御部214と、圧力センサ104は第1実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 30 shows a block diagram of the
(身体情報取得部3001)
身体情報取得部3001は、入出力IF215から、身長、座高又は肩幅などのユーザ105の身体の大きさに関する情報である身体情報を取得する。身体情報の入力は、ユーザ105が入出力IF215を用いて行う。また、身体情報は定常状態取得部3002から取得することも可能である。なお、身体情報を定常状態取得部3002より取得する場合、かかる身体情報は、定常状態取得部3002に代わり身体情報算出部より算出されてもよい。
(Physical information acquisition unit 3001)
The body
身体情報は、図31で表されるような情報であり、ユーザ105ごとの身長、座高又は肩幅などの身体に関する情報を示す。また、内部の記憶部に取得した身体情報を記憶することによって、一度入力された身体情報は次回使用するときに入力することなく使用することができる。
The body information is information as shown in FIG. 31, and indicates information about the body such as height, sitting height, or shoulder width for each
身体情報取得部3001は、取得した身体情報を動作情報生成部3003に出力する。
The physical
(定常状態取得部3002)
定常状態取得部3002は、第1実施形態の定常状態取得部209に代えて制御装置204Bに備えられ、第1実施形態における定常状態取得部209の機能に加えて、定常状態の圧力分布を用いて身体情報を抽出する機能を有する。
(Steady state acquisition unit 3002)
The steady
身体情報の抽出方法について、図32に示す定常状態における圧力分布を用いて説明する。身長は、圧力分布における頭部の一番上側から腰部の一番下側までの長さ(図中の参照番号A)を測定する。座高は、圧力分布における頭部の一番上側から腰部の一番上側までの長さ(図中の参照番号B)を測定する。肩幅は、肩部における高圧部がある高さの一番右側から一番左側までの長さ(図中の参照符号C)を測定する。 A method for extracting physical information will be described using a pressure distribution in a steady state shown in FIG. For height, the length (reference number A in the figure) from the uppermost side of the head to the lowermost side of the waist in the pressure distribution is measured. The sitting height measures the length (reference number B in the figure) from the uppermost side of the head to the uppermost side of the waist in the pressure distribution. The shoulder width is measured by measuring the length from the rightmost side to the leftmost side of the height at which the high pressure portion is located (reference symbol C in the figure).
定常状態取得部3002は、抽出した身体情報を身体情報取得部3001に出力する。
The steady
なお、かかる定常状態取得部3002の処理は、定常状態取得部3002に代わり、身体情報算出部が行なってもよい。
The processing of the steady
(動作情報生成部3003)
動作情報生成部3003は、第1実施形態の動作情報生成部213に代えて制御装置204Bに備えられ、第1実施形態における動作情報生成部213の機能に加えて、身体情報取得部3001から身体情報を取得し、取得した身体情報を基にユーザ105と干渉しない動作情報を生成する機能を有する。
(Operation information generation unit 3003)
The motion
ユーザ105と干渉しない動作情報の生成方法として、例えば、動作情報生成部3003は、図12A及び図12Bで表されるようにユーザ105が横を向いて寝ているときには、肩部において、ベッドから肩幅の長さより内側に入らないような軌跡の動作情報を生成する。他の例としては、動作情報生成部3003は、図10A及び図10Bで表されるベッドの上に座っているときには、腰部において、ベッドから座高の長さより内側に入らないような軌跡の動作情報を生成する。このように、進入禁止領域を動作情報生成部3003が生成することによって、ユーザ105と表示装置102とが干渉しない安全な軌跡を動作情報生成部3003が生成することができる。
As a method for generating motion information that does not interfere with the
また、ユーザ105と干渉しない動作情報の生成方法として、動作情報生成部3003は、以下のような動作情報を生成することもできる。ユーザ105が体勢を変え始める瞬間又は支持台103がリクライニングし始める瞬間において、動作情報生成部3003は、ユーザ105から定常状態より離れた位置に退避し、その後制御を行うような動作情報を生成できる。
In addition, as a method for generating operation information that does not interfere with the
図23A〜図23Dの寝返り動作の例では、動作情報生成部3003は、図23Aの寝返り動作を行う瞬間にユーザ105と干渉しない位置に退避してから、寝返り動作に追従するように制御するような動作情報を生成することができる。以下に、動作情報生成部3003が生成する動作情報の具体例について、図33A〜図33Dを用いて説明する。
In the example of the turning operation in FIGS. 23A to 23D, the motion
図33Aでは、ユーザ105が寝返り動作をし始める瞬間であり、表示装置102は、表示装置102をその位置に停止させるのではなく、ユーザ105と干渉しないようにユーザ105と離れる位置に退避する。第1実施形態における図23Aでは表示装置102がその位置に停止していた。この動作が第1実施形態との違いである。
In FIG. 33A, it is the moment when the
図33Bに、表示装置102を退避させた位置に停止させ、ユーザ105が寝返り動作を行っている途中を説明するための説明図を示す。
FIG. 33B is an explanatory diagram for explaining a state in which the
図33Cに、表示装置102を退避させた位置に停止させ、ユーザ105が寝返り動作を完了させた時点を説明するための説明図を示す。
FIG. 33C is an explanatory diagram for explaining a point in time when the
図33Dに、ユーザ105が寝返り動作を完了させて体勢が安定した状態であり、表示装置102が退避させた位置からユーザ105の見やすい位置に移動することを説明するための説明図である。
FIG. 33D is an explanatory diagram for explaining that the
図24A〜図24Dのリクライニング時の例では、動作情報生成部3003は、図24Aのリクライニングし始める瞬間にユーザ105と干渉しない位置に退避し、干渉しない位置を保ちつつリクライニング動作に追従するようにアーム202を制御する動作情報を生成する。
In the reclining example of FIGS. 24A to 24D, the motion
以下に、動作情報生成部3003が生成する動作情報について、図34A〜図34Dを用いて説明する。
Hereinafter, the operation information generated by the operation
図34Aでは、リクライニング動作をし始める瞬間であり、表示装置102は、表示装置102をその位置に停止させるのではなく、ユーザ105と干渉しないようにユーザ105と離れる位置に退避する。第1実施形態における図24Aでは表示装置102がその位置に停止していた。この動作が第1実施形態との違いである。
In FIG. 34A, it is the moment when the reclining operation starts, and the
図34Bでは、リクライニング動作の途中であり、表示装置102は、表示装置102を退避させた距離を保ちながらユーザ105の見やすい位置に移動している。
In FIG. 34B, during the reclining operation, the
図34Cでは、リクライニング動作が完了した瞬間であり、表示装置102は、表示装置102を退避させた距離を保ちながらユーザ105の見やすい位置に移動している。
In FIG. 34C, it is the moment when the reclining operation is completed, and the
図34Dでは、リクライニング動作が完了し体勢が安定した状態であり、表示装置102は、退避させていた位置から定常状態の位置に移動している。
In FIG. 34D, the reclining operation is completed and the posture is stable, and the
また、退避する距離は、入出力IF215を用いてユーザ105が入力することができる。
The retreat distance can be input by the
動作情報生成部3003は、生成した動作情報と時間情報とを制御部214に出力する。
The motion
<フローチャート>
第2実施形態のアーム202の制御装置204Bの操作手順を図35のフローチャートを用いて説明する。
<Flowchart>
The operation procedure of the
第2実施形態のアーム202の制御装置204Bの操作の一例は図28と同様である。ここでは、図28で表されるフローチャートのステップS2804の体勢変更検出、ステップS2805のアーム制御について、図35を用いて説明する。
An example of the operation of the
まず、ステップS3501では、動作情報取得部206において動作情報を取得し、圧力情報取得部207において圧力情報を取得し、身体情報取得部3001において身体情報を取得し、ステップS2902に進む。
First, in step S3501, the operation
次に、ステップS2902では、圧力情報取得部207において、取得した圧力情報の圧力分布の変化が安定している場合にはステップS2903に進み、安定していない場合にはフローを終了する。
Next, in step S2902, in the pressure
次に、ステップS2903では、部位推定部208において、圧力情報における部位を推定し、ステップS2903に進む。
Next, in step S2903, the site |
次に、ステップS2904では、定常状態切替部210において、圧力情報取得部207から取得した圧力情報と、部位推定部208から取得した部位情報と、定常状態取得部3002から取得した定常状態情報とを基に、現在の定常状態を取得し、ステップS2905に進む。
Next, in step S2904, in the steady
次に、ステップS2905では、姿勢方向推定部211において、定常状態からの圧力分布の時系列変化を用いて、ユーザ105の姿勢又は顔の方向を推定し、ステップS2906に進む。
Next, in step S2905, the posture /
次に、ステップS2906では、制御方法切替部212において、ユーザ105の体勢が変わるとき、支持台103の姿勢が変わるときに基づいて、制御方法を切り替える。制御方法情報が0の場合はステップS2907に進み、制御方法情報が0でない場合はステップS2908に進む。
Next, in step S2906, the control
次に、ステップS2907では、動作情報生成部3003において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、その時点にいる位置から移動しない動作情報を生成し、ステップS3502に進む。
Next, in step S2907, the operation
次に、ステップS2908では、制御方法切替部212において、制御方法情報が1の場合はステップS2909に進み、制御方法情報が1でない場合はステップS2910に進む。
Next, in step S2908, in the control
次に、ステップS2909では、動作情報生成部3003において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、推定したユーザ105の姿勢や顔方向に追従するような動作情報を生成し、ステップS3502に進む。
Next, in step S2909, the motion
次に、ステップS2910では、動作情報生成部3003において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、ユーザ105から離れるような動作情報を生成し、ステップS3502に進む。
Next, in step S2910, the operation
次に、ステップS3502では、動作情報生成部3003において、生成した動作情報と身体情報とを基に、動作情報がユーザ105と干渉するかチェックする。ユーザ105と干渉する場合はステップS3503に進み、ユーザ105と干渉しない場合はステップS2911に進む。
In step S3502, the motion
次に、ステップS3503では、動作情報生成部3003において、生成した動作情報をユーザ105と干渉しない動作情報に補正し、ステップS2911に進む。
Next, in step S3503, the operation
次に、ステップS2911では、制御部214において、動作情報生成部3003から取得した動作情報を基に、表示装置102を移動させるようにアーム202を制御する。
Next, in step S2911, the
なお、ここでは身体情報を用いたユーザ105と干渉しないような移動制御について説明したが、身体情報の他に周辺の環境情報を取得し、周辺の環境との干渉を防ぐことも可能である。
In addition, although the movement control which does not interfere with the
《第2実施形態の効果》
ユーザの身体情報を取得し、ユーザと干渉しないようにアームを制御することによって、より安全で便利に表示装置を見やすい位置及び姿勢に移動させることができる。
<< Effects of Second Embodiment >>
By acquiring the user's physical information and controlling the arm so as not to interfere with the user, it is possible to move the display device to a position and posture where the display device can be seen more safely and conveniently.
(第3実施形態)
図36は、本発明の第3実施形態における、ロボット101Cのブロック図を示す。本発明の第3実施形態のロボット101Cにおけるアーム202と、周辺装置205と、制御装置204Cのうちの動作情報取得部206と、圧力情報取得部207と、部位推定部208と、定常状態切替部210と、姿勢方向推定部211と、制御方法切替部212と、制御部214と、圧力センサ104とは第1実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
(Third embodiment)
FIG. 36 shows a block diagram of the robot 101C in the third embodiment of the present invention. The
(表示情報取得部3601)
表示情報取得部3601は、表示装置102から表示情報と、時間情報とを取得する。表示情報とは、表示装置102で表示されるコンテンツ情報のことを示す。ここでは、表示装置102に対して、ユーザ105がタッチ操作を行うコンテンツか行わないコンテンツかを示す情報が含まれている。例えば、表示装置102がタッチパネルディスプレイであり、ディスプレイに対してタッチ操作を行うコンテンツが表示されている場合は、表示情報は1を示す。一方で、表示装置102に視聴するだけの動画が流れており、ディスプレイに対してタッチ操作を行わないコンテンツが表示されている場合は、表示情報は0を示す。
(Display information acquisition unit 3601)
The display
表示情報と時間情報とは、図37で表されるような情報であり、表示装置102に表示されているコンテンツがタッチ操作を行うコンテンツか行わないコンテンツかを示す情報である。タッチ操作を行うコンテンツの場合は1で表し、タッチ操作を行わないコンテンツの場合は0で表す。
The display information and the time information are information as shown in FIG. 37, and are information indicating whether the content displayed on the
表示情報取得部3601は、取得した表示情報と、時間情報とを動作情報生成部3603に出力する。
The display
(定常状態取得部3602)
定常状態取得部3602は、第1実施形態の定常状態取得部209に代えて制御装置204Cに備えられ、第1実施形態における定常状態取得部209の機能に加えて、定常状態として表示装置102に対してユーザ105がタッチ操作を行う場合のユーザ105から表示装置102までの距離を距離情報として記憶する機能を有する。
(Steady state acquisition unit 3602)
The steady
第1実施形態では、図8の参照符号Aで表される距離のみが距離情報として記憶されていた。ここでは、それに加えて、ユーザ105が表示装置102に対してタッチ操作を行う場合の適切な距離を定常状態の距離情報として記憶する。
In the first embodiment, only the distance represented by reference symbol A in FIG. 8 is stored as distance information. Here, in addition to this, an appropriate distance when the
適切な距離について、図38A及び図38Bに示す一例を用いて説明する。図38Aにタッチ操作を行う場合を示し、図38Bにタッチ操作を行わない場合を示す。図38Aの適切な距離は参照符号Aで示す距離であり、ユーザ105の腕を伸ばして表示装置102に届く距離である。図38Bの適切な距離は参照符号Aで示す距離であり、ユーザ105が表示装置102に触る必要がないので、ユーザ105の腕を伸ばしても表示装置102に届かない距離である。
An appropriate distance will be described using an example shown in FIGS. 38A and 38B. FIG. 38A shows a case where the touch operation is performed, and FIG. 38B shows a case where the touch operation is not performed. An appropriate distance in FIG. 38A is a distance indicated by reference numeral A, and is a distance that reaches the
図38の表示装置102に対してタッチ操作を行う場合は、図8の表示装置102をタッチ操作を行わずに視聴している場合と比べると、ユーザ105が表示装置102を直接触る必要があるため、図38A及び図38Bの例のように適切なユーザ105と表示装置102との距離が異なると考えられる。
When the touch operation is performed on the
定常状態取得部3602は、取得した距離情報、圧力情報、部位情報及び動作情報を定常状態切替部210に出力する。
The steady
(動作情報生成部3603)
動作情報生成部3603は、第1実施形態の動作情報生成部213に代えて制御装置204Cに備えられ、第1実施形態における動作情報生成部213の機能に加えて、表示情報取得部3601から表示情報を取得し、取得した表示情報を基にユーザ105が操作しやすい動作情報を生成する機能を有する。
(Operation information generation unit 3603)
The motion
動作情報の生成方法としては、動作情報生成部3603は、表示情報取得部3601から取得した表示情報が1(タッチ操作を行うコンテンツ)の場合はタッチ操作を行う定常状態を使用し、表示情報が0(タッチ操作を行わないコンテンツ)の場合は第1実施形態で説明した定常状態を使用し、動作情報を生成する。そのように表示情報ごとに切り替えて動作情報を生成することによって、制御部214は、ユーザ105の操作に応じて表示装置102とユーザ105との距離を変化させることができる。
As a method for generating motion information, the motion
動作情報生成部3603は、生成した動作情報と時間情報とを制御部214に出力する。
The motion
また、第3実施形態では、表示情報取得部3601で取得したコンテンツ情報を基に、コンテンツ情報が文章などの文字を読むコンテンツの場合は、図44(B)に示すように顔の方向に対応させて表示装置102の姿勢を制御し、コンテンツ情報がそれ以外の文字を読まないコンテンツの場合は、図44(A)に示すように顔の方向にかかわらず表示装置102を制御することも可能である。
Further, in the third embodiment, based on the content information acquired by the display
<フローチャート>
第3実施形態のアーム202の制御装置204Cの操作手順を図39のフローチャートを用いて説明する。
<Flowchart>
The operation procedure of the
第3実施形態のアーム202の制御装置204Cの操作の一例は図28と同様である。ここでは、図28で表されるフローチャートのステップS2804の体勢変更検出、ステップS2805のアーム制御について、図39を用いて説明する。
An example of the operation of the
まず、ステップS3901では、動作情報取得部206において動作情報を取得し、圧力情報取得部207において圧力情報を取得し、表示情報取得部3601において表示情報を取得し、ステップS2902に進む。
First, in step S3901, the operation
次に、ステップS2902では、圧力情報取得部207において、取得した圧力情報の圧力分布の変化が安定している場合にはステップS2903に進み、安定していない場合にはフローを終了する。
Next, in step S2902, in the pressure
次に、ステップS2903では、部位推定部208において、圧力情報における部位を推定し、ステップS2903に進む。
Next, in step S2903, the site |
次に、ステップS2904では、定常状態切替部210において、圧力情報取得部207から取得した圧力情報と、部位推定部208から取得した部位情報と、定常状態取得部3602から取得した定常状態情報とを基に、現在の定常状態を取得し、ステップS2905に進む。
Next, in step S2904, in the steady
次に、ステップS2905では、姿勢方向推定部211において、定常状態からの圧力分布の時系列変化を用いて、ユーザ105の姿勢又は顔の方向を推定し、ステップS2906に進む。
Next, in step S2905, the posture /
次に、ステップS2906では、制御方法切替部212において、ユーザ105の体勢が変わるとき、支持台103の姿勢が変わるときに基づいて、制御方法を切り替える。制御方法情報が0の場合はステップS2907に進み、制御方法情報が0でない場合はステップS2908に進む。
Next, in step S2906, the control
次に、ステップS2907では、動作情報生成部3603において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、その時点にいる位置から移動しない動作情報を生成し、ステップS3902に進む。
Next, in step S2907, the operation
次に、ステップS2908では、制御方法切替部212において、制御方法情報が1の場合はステップS2909に進み、制御方法情報が1でない場合はステップS2910に進む。
Next, in step S2908, in the control
次に、ステップS2909では、動作情報生成部3603において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、推定したユーザ105の姿勢又は顔方向に追従するような動作情報を生成し、ステップS3902に進む。
Next, in step S2909, the motion
次に、ステップS2910では、動作情報生成部3603において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、ユーザ105から離れるような動作情報を生成し、ステップS3902に進む。
Next, in step S2910, the operation
次に、ステップS3902では、動作情報生成部3603において、表示情報を基に、表示情報がタッチ操作を行う表示情報かチェックする。タッチ操作を行う場合はステップS3903に進み、タッチ操作を行わない場合はステップS2911に進む。
Next, in step S3902, the operation
次に、ステップS3903では、動作情報生成部3603において、生成した動作情報をタッチ操作に適切な動作情報に補正し、ステップS2911に進む。
Next, in step S3903, the motion
次に、ステップS2911では、制御部214において、動作情報生成部3603から取得した動作情報を基に、表示装置102を移動させるようにアームを制御する。
Next, in step S2911, the
《第3実施形態の効果》
表示装置の表示情報を取得し、ユーザの操作に応じてアームを制御することによって、表示装置をより操作しやすい位置及び姿勢に移動させることができる。
<< Effects of Third Embodiment >>
By acquiring the display information of the display device and controlling the arm according to the user's operation, the display device can be moved to a position and posture that are easier to operate.
(第4実施形態)
図40は、本発明の第4実施形態における、ロボット101Dのブロック図を示す。本発明の第4実施形態のロボット101Dにおけるアーム202と、周辺装置205と、制御装置204Dとのうちの動作情報取得部206と、圧力情報取得部207と、部位推定部208と、定常状態切替部210と、姿勢方向推定部211と、制御方法切替部212と、制御部214と、圧力センサ104とは第1実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 40 is a block diagram of the
(環境情報取得部4001)
環境情報取得部4001は、ロボット101Dや表示装置102が設置されている環境情報(例えば、部屋の明るさなど)と、時間情報とを取得する。例えば、部屋の明るさの場合、環境情報取得部4001は、照度センサを用いて部屋の明るさを測定し、その値を環境情報として取得する。
(Environmental information acquisition unit 4001)
The environment
環境情報と時間情報との一例として、照度センサを用いた部屋の明るさの場合は、図41に示すような環境情報と時間情報となる。 As an example of environment information and time information, in the case of room brightness using an illuminance sensor, the environment information and time information are as shown in FIG.
環境情報取得部4001は、取得した環境情報と、時間情報とを動作情報生成部4003に出力する。
The environment
(定常状態取得部4002)
定常状態取得部4002は、第1実施形態の定常状態取得部209に代えて制御装置204Dに備えられ、第1実施形態における定常状態取得部209の機能に加えて、定常状態として部屋の明るさなどの環境情報に応じた表示装置102の位置、姿勢情報及び表示装置102の表示画面上の明るさの情報を記憶する機能を有する。
(Steady state acquisition unit 4002)
The steady
例えば、定常状態取得部4002は、部屋の明るさが暗いときは表示装置102の表示画面上の明るさも暗くするという情報を定常状態情報として記憶する。定常状態での表示装置102の表示画面上の明るさは、ユーザ105が入出力IF215を用いて設定する。
For example, the steady
また、外から太陽4201の光が差し込み、表示装置102の表示画面上の映像が見にくい場合は、表示装置102の表示画面上の映像を見やすくするために、定常状態取得部4002は、調整した表示装置102の位置情報及び姿勢情報を、環境情報と対応させて定常状態情報として記憶する。
In addition, when the light of the
太陽4201の位置は、表示装置102のある部屋の緯度、経度及び表示装置102を使用している際の日時をもとに算出する。
The position of the
定常状態取得部4002は、取得した環境情報、表示装置102の表示画面上の明るさ情報、距離情報、圧力情報、部位情報及び動作情報を定常状態切替部210に出力する。
The steady
(動作情報生成部4003)
動作情報生成部4003は、第1実施形態の動作情報生成部213に代えて制御装置204Dに備えられ、第1実施形態における動作情報生成部213の機能に加えて、環境情報取得部4001から環境情報を取得し、取得した環境情報を基にユーザ105が見やすい動作情報を生成する機能を有する。
(Operation information generation unit 4003)
The operation
ユーザ105が見やすい動作情報の一例を図42A及び図42Bを用いて説明する。図42Aが環境情報を考慮しない動作情報の例を示し、図42Bが環境情報を考慮しユーザ105が見やすい動作情報の例を示す。
An example of operation information easy for the
図42Aでは、窓4202から入ってくる太陽4201の光(参照符号A)が表示装置102の表面で反射し、ユーザ105の方向へ進む(参照符号B)。このため、ユーザ105は太陽4201の光が目に入り眩しく、表示装置102の画面が見にくい。
In FIG. 42A, the light of the
図42Aでは、窓4202から入ってくる太陽4201の光(参照符号A)が表示装置102の背面で反射し、ユーザ105と違う方向へ進む(参照符号B)。このため、ユーザ105は太陽4201の光が目に入らず、表示装置102の画面が見やすい。
In FIG. 42A, the light of the
このような表示装置102の動作制御を行なうためには、第4実施形態のアーム202の制御装置204Dは、更に、太陽位置記憶部と、現在情報取得部と、太陽位置取得部と、映込判定部とを備えればよい。
In order to perform such operation control of the
太陽位置記憶部は、緯度、経度及び日時毎に太陽4201の位置を記憶する。
The solar position storage unit stores the position of the
現在情報取得部は、表示装置102の緯度、経度及び表示装置102を利用する日時を示す現在情報を取得する。
The current information acquisition unit acquires current information indicating the latitude and longitude of the
太陽位置取得部は、現在情報取得部より取得する現在情報に基づき太陽位置記憶部より太陽4201の位置を取得する。
The solar position acquisition unit acquires the position of the
映込判定部は、動作情報生成部4003より取得する表示装置102の表示画面上に太陽4201が映り込みか否かを判定する。
The reflection determination unit determines whether or not the
上記構成を備える第4実施形態のアーム202の制御装置204Dの場合、動作情報生成部4003は、映込判定部より表示装置102の表示画面上に太陽4201が映り込みと判定されない位置、かつ姿勢方向推定部211より推定されたユーザ105の姿勢の方向に対向する位置に表示装置102を移動させるためのアーム202を制御する情報を生成する。
In the case of the
動作情報の生成方法としては、動作情報生成部4003は、環境情報取得部4001から取得した環境情報に対応させて定常状態を使用し、動作情報を生成する。環境情報の対応方法として、動作情報生成部4003は、取得した環境情報の値に最も近い定常状態での環境情報の値を検出する。動作情報生成部4003は、検出した環境情報に対応するディスプレイの明るさ、表示装置の位置及び姿勢になるように動作情報を生成する。
As a method for generating the operation information, the operation
動作情報生成部4003は、生成した動作情報と時間情報とを制御部214に出力する。
The motion
<フローチャート>
第4実施形態のアーム202の制御装置204Dの操作手順を図43のフローチャートを用いて説明する。
<Flowchart>
The operation procedure of the
第4実施形態のアーム202の制御装置204Dの操作の一例は図28と同様である。ここでは、図28で表されるフローチャートのステップS2804の体勢変更検出、ステップS2805のアーム制御について、図43を用いて説明する。
An example of the operation of the
まず、ステップS4301では、動作情報取得部206において動作情報を取得し、圧力情報取得部207において圧力情報を取得し、環境情報取得部4001において環境情報を取得し、ステップS2902に進む。
First, in step S4301, the operation
次に、ステップS2902では、圧力情報取得部207において、取得した圧力情報の圧力分布の変化が安定している場合にはステップS2903に進み、安定していない場合にはフローを終了する。
Next, in step S2902, in the pressure
次に、ステップS2903では、部位推定部208において、圧力情報における部位を推定し、ステップS2903に進む。
Next, in step S2903, the site |
次に、ステップS2904では、定常状態切替部210において、圧力情報取得部207から取得した圧力情報と、部位推定部208から取得した部位情報と、定常状態取得部4002から取得した定常状態情報とを基に、現在の定常状態を取得し、ステップS2905に進む。
Next, in step S2904, in the steady
次に、ステップS2905では、姿勢方向推定部211において、定常状態からの圧力分布の時系列変化を用いて、ユーザ105の姿勢又は顔の方向を推定し、ステップS2906に進む。
Next, in step S2905, the posture /
次に、ステップS2906では、制御方法切替部212において、ユーザ105の体勢が変わるとき、支持台103の姿勢が変わるときに基づいて、制御方法を切り替える。制御方法情報が0の場合はステップS2907に進み、制御方法情報が0でない場合はステップS2908に進む。
Next, in step S2906, the control
次に、ステップS2907では、動作情報生成部4003において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、その時点にいる位置から移動しない動作情報を生成し、ステップS4302に進む。
Next, in step S2907, the operation
次に、ステップS2908では、制御方法切替部212において、制御方法情報が1の場合はステップS2909に進み、制御方法情報が1でない場合はステップS2910に進む。
Next, in step S2908, in the control
次に、ステップS2909では、動作情報生成部4003において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、推定したユーザ105の姿勢又は顔方向に追従するような動作情報を生成し、ステップS4302に進む。
Next, in step S2909, the motion
次に、ステップS2910では、動作情報生成部4003において、制御方法切替部212から取得した制御方法情報に基づいて、ユーザ105から離れるような動作情報を生成し、ステップS4302に進む。
Next, in step S2910, the operation
次に、ステップS4302では、動作情報生成部4003において、環境情報を基に、環境の影響でユーザ105が表示装置102を見にくくなっているかチェックする。見にくくなっている場合はステップS4303に進み、見にくくなっていない場合はステップS2911に進む。
Next, in step S4302, the operation
次に、ステップS4303では、動作情報生成部4003において、生成した動作情報を環境の影響の少ない、つまりユーザ105が見やすい動作情報に補正し、ステップS2911に進む。
Next, in step S4303, the motion
次に、ステップS2911では、制御部214において、動作情報生成部4003から取得した動作情報を基に、表示装置102を移動させるようにアーム202を制御する。
Next, in step S2911, the
《第4実施形態の効果》
部屋の明るさなどの環境情報を取得し、環境情報に応じてディスプレイの明るさやアームを制御することによって、表示装置をより見やすい位置及び姿勢に移動させることができる。
<< Effect of Fourth Embodiment >>
By acquiring environmental information such as the brightness of the room and controlling the brightness and arm of the display according to the environmental information, the display device can be moved to a position and posture that are easier to see.
本発明は、ユーザが手を使わずに見やすい位置に表示装置を移動させることができ、産業用、家庭用又は医療用のアームの制御装置及び制御方法、ロボット、アームの制御プログラム、並びに、アームの制御用集積電子回路として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can move a display device to a position that is easy for a user to see without using a hand. It is useful as an integrated electronic circuit for control.
101,101B,101C,101D ロボット
102 表示装置
103 支持台
104 圧力センサ
105 ユーザ
202 アーム
203,203B,203C,203D アーム制御装置
204,204B,204C,204D,204E 制御装置
205 周辺装置
206 動作情報取得部
207 圧力情報取得部
208 部位推定部
209,3002,3602,4002 定常状態取得部
210 定常状態切替部
211 姿勢方向推定部
212 制御方法切替部
213,3003,3603,4003 動作情報生成部
214 制御部
215 入出力IF
216 モータドライバ
2601 力センサ
3001 身体情報取得部
3601 表示情報取得部
4001 環境情報取得部
4201 太陽
4202 窓
101, 101B, 101C,
216
Claims (20)
前記支持台上の位置毎の圧力を取得する圧力情報取得部と、
前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定する部位推定部と、
前記部位推定部より推定された前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する姿勢方向推定部と、
前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する動作情報生成部と、
前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御する制御部と、
を備える制御装置。 In the control device of the arm that controls the position and posture of the display device used by the user on the support base,
A pressure information acquisition unit for acquiring a pressure for each position on the support;
The part estimation which estimates that the position where the pressure acquired from the pressure information acquisition part is equal to or greater than a predetermined threshold is the position of at least one part of the user's head, shoulder or waist contacting the support base And
A posture direction estimating unit that estimates the direction of the posture of the user on the support base using the distribution shape of the pressure within a predetermined range including the position of the part estimated by the part estimating unit;
An operation information generating unit that generates information for controlling the arm for moving the display device to a position facing the posture direction of the user estimated by the posture direction estimating unit;
A control unit that controls the arm based on the information generated by the motion information generation unit;
A control device comprising:
前記部位推定部は、
前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を高圧位置と決定し、
それぞれの前記高圧位置が所定の距離以内であるときは同一の高圧位置と決定し、
決定された前記高圧位置を、下記(a)、(b)又は(c)に従い、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうちいずれかの部位の位置であると推定する、
(a)前記高圧位置が1つの場合、腰部の位置と推定する
(b)前記高圧位置が2つの場合、前記支持台上の上側から順に、肩部の位置、腰部の位置と推定する
(c)前記高圧位置が3つの場合、前記支持台上の上側から順に、頭部の位置、肩部の位置、腰部の位置と推定する
請求項1に記載の制御装置。 The side on which the user's head is located on the support base is the upper side of the support base,
The part estimation unit is
A position where the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is equal to or higher than a predetermined threshold is determined as a high pressure position,
When each of the high pressure positions is within a predetermined distance, determine the same high pressure position,
According to the following (a), (b), or (c), the determined high-pressure position is estimated to be the position of any part of the user's head, shoulder, or waist that is in contact with the support base. To
(A) When there is one high-pressure position, the position of the waist is estimated. (B) When there are two high-pressure positions, the shoulder position and the waist position are estimated in order from the upper side on the support base. The control device according to claim 1, wherein when there are three high-pressure positions, the head position, the shoulder position, and the waist position are estimated in order from the upper side on the support base.
(A)前記部位推定部より前記高圧位置が腰部の位置と推定された場合、
前記ユーザが前記支持台上に座っている状態と推定し、
座っている状態との推定と、前記圧力の分布形状とを用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する
(B)前記部位推定部より肩部の位置及び腰部の位置と推定された場合、
前記ユーザが前記支持台上にうつ伏せの状態と推定し、
うつ伏せの状態との推定と、前記圧力の分布形状とを用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する
(C)前記部位推定部より頭部の位置、肩部の位置及び腰部の位置と推定された場合、
前記ユーザが前記支持台上に仰向けの状態又は横向きの状態と推定し、
前記圧力の分布形状より前記ユーザが仰向け状態又は横向き状態のいずれの状態であるかを推定し、
推定された状態と、前記圧力の分布形状とを用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定する
請求項2に記載の制御装置。 The posture direction estimating unit estimates the direction of the posture of the user on the support base according to the following (A), (B), or (C).
(A) When the high-pressure position is estimated as the position of the waist by the part estimation unit,
Presuming that the user is sitting on the support base,
The direction of the user's posture on the support base is estimated using the estimation of the sitting state and the pressure distribution shape. (B) The position of the shoulder and the position of the waist from the region estimation unit If estimated,
Presuming that the user is prone on the support base,
The direction of the user's posture on the support base is estimated using the estimation of the prone state and the pressure distribution shape. (C) The position of the head, the position of the shoulder, If it is estimated to be the waist position,
Presuming that the user is lying on his or her back on the support base,
Estimating whether the user is in a supine state or a sideways state from the pressure distribution shape,
The control device according to claim 2, wherein the direction of the user's posture on the support base is estimated using the estimated state and the pressure distribution shape.
請求項3に記載の制御装置。 When the posture direction estimating unit estimates that the user is sitting on the support base according to (A), the pressure distribution shape indicates a concave shape, and the concave shape is empty. The direction of the user is estimated as the direction of the posture of the user on the support base,
The control device according to claim 3.
前記表示装置の位置及び姿勢の情報を取得する動作情報取得部と、
前記動作情報取得部より取得した前記情報、及び前記部位推定部より推定された前記部位の位置より、前記表示装置と前記ユーザとの距離を算出する距離算出部と、
を備え、
前記動作情報生成部は、前記距離算出部より算出された前記距離を一定に保つように前記アームを制御する情報を生成する、
請求項1に記載の制御装置。 Further, the control device includes:
An operation information acquisition unit for acquiring position and orientation information of the display device;
A distance calculation unit that calculates a distance between the display device and the user from the information acquired from the motion information acquisition unit and the position of the part estimated by the part estimation unit;
With
The motion information generation unit generates information for controlling the arm so as to keep the distance calculated by the distance calculation unit constant.
The control device according to claim 1.
請求項1に記載の制御装置。 The motion information generation unit generates information for controlling the arm for moving the display device to a position opposite to the orientation of the user and to a corresponding attitude;
The control device according to claim 1.
前記姿勢方向推定部は、前記圧力情報取得部より取得する前記圧力の時系列変化より、前記ユーザの姿勢の移動が終了しているか否かを判断し、
前記制御部は、前記姿勢方向推定部が前記ユーザの姿勢の移動が終了していると判断した後に、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの制御を開始する、
請求項1に記載の制御装置。 The pressure information acquisition unit acquires a pressure for each position on the support base at a predetermined time,
The posture direction estimation unit determines whether or not the movement of the user's posture has been completed based on a time-series change in the pressure acquired from the pressure information acquisition unit,
The control unit starts control of the arm based on the information generated by the motion information generation unit after the posture direction estimation unit determines that the movement of the user's posture has ended.
The control device according to claim 1.
前記制御部は、前記リクライニング機構の稼動と連動して前記アームの制御を行なう、
請求項1に記載の制御装置。 When the support base has a reclining mechanism,
The control unit controls the arm in conjunction with the operation of the reclining mechanism.
The control device according to claim 1.
前記ユーザより、前記ユーザの身長、座高又は肩幅のうち少なくとも1つを有する身体情報の入力を受け付ける身体情報取得部と、
を備え、
前記動作情報生成部は、前記身体情報取得部より取得した前記ユーザの身体情報より、前記ユーザと前記表示装置との距離が所定の距離以上を保つように前記アームの制御を行なう情報を生成する、
請求項1に記載の制御装置。 Further, the control device includes:
A physical information acquisition unit that receives input of physical information having at least one of the height, sitting height, or shoulder width of the user from the user;
With
The motion information generation unit generates information for controlling the arm so that the distance between the user and the display device is a predetermined distance or more based on the user's physical information acquired from the physical information acquisition unit. ,
The control device according to claim 1.
前記部位推定部より推定された前記部位の位置より、前記ユーザの身長、座高又は肩幅のうち少なくとも1つを有する身体情報を算出する身体情報算出部と、
を備え、
前記動作情報生成部は、前記身体情報算出部より算出した前記ユーザの身体情報より、前記ユーザと前記表示装置との距離が所定の距離以上を保つように前記アームの制御を行なう情報を生成する、
請求項1に記載の制御装置。 Further, the control device includes:
A body information calculation unit that calculates body information having at least one of the height, sitting height, and shoulder width of the user from the position of the part estimated by the part estimation unit;
With
The motion information generating unit generates information for controlling the arm so that a distance between the user and the display device is a predetermined distance or more based on the user's physical information calculated by the physical information calculating unit. ,
The control device according to claim 1.
前記ユーザ及び前記アームの周辺に存在する障害物の位置の情報を取得する周辺環境情報取得部と、
を備え、
前記動作情報生成部は、前記身体情報取得部より取得した前記ユーザの身体情報と、及び前記周辺環境情報取得部より取得した前記障害物の位置の情報とを用いて、前記ユーザ及び前記障害物と前記表示装置との距離が所定の距離以上を保つように前記アームの制御を行なう情報を生成する、
請求項9に記載の制御装置。 Further, the control device includes:
A surrounding environment information acquisition unit for acquiring information on positions of obstacles existing around the user and the arm;
With
The motion information generation unit uses the physical information of the user acquired from the physical information acquisition unit and the position information of the obstacle acquired from the surrounding environment information acquisition unit, and the user and the obstacle Generating information for controlling the arm so that the distance between the display device and the display device is a predetermined distance or more,
The control device according to claim 9.
さらに、前記制御装置は、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を取得し、前記タッチパネルディスプレイの画面上をタッチする必要があるコンテンツであるか否かを判断する表示情報取得部と、
を備え、
前記動作情報生成部は、前記表示情報取得部よりタッチする必要があるコンテンツであると判断された場合、タッチする必要がないコンテンツと判断された場合と比較して、前記ユーザと前記タッチパネルディスプレイとの距離が小さくなるように前記アームの制御を行なう情報を生成する、
請求項1に記載の制御装置。 The display device is a touch panel display;
Further, the control device includes:
A display information acquisition unit that acquires information displayed on the screen of the touch panel display and determines whether the content needs to be touched on the screen of the touch panel display;
With
When the operation information generation unit determines that the content needs to be touched by the display information acquisition unit, the operation information generation unit compares the user with the touch panel display as compared with the case where it is determined that the content does not need to be touched. Generating information for controlling the arm so that the distance of
The control device according to claim 1.
前記ユーザの周辺の明るさの情報を取得する明度情報取得部と、
前記明度情報取得部より取得した前記周辺の明るさが低いほど、前記表示装置の画面の明るさを低くなるように調整する明度調整部と、
を備える請求項1に記載の制御装置。 Further, the control device includes:
A brightness information acquisition unit for acquiring brightness information around the user;
A brightness adjustment unit that adjusts the brightness of the screen of the display device to be lower as the brightness of the surroundings acquired from the brightness information acquisition unit is lower;
The control device according to claim 1.
緯度、経度及び日時毎に太陽の位置を記憶する太陽位置記憶部と、
前記表示装置の緯度、経度及び前記表示装置を利用する日時を示す現在情報を取得する現在情報取得部と、
前記現在情報取得部より取得した前記現在情報に基づき前記太陽位置記憶部より前記太陽の位置を取得する太陽位置取得部と、
動作情報生成部より取得する前記表示装置の位置及び姿勢と、前記太陽位置取得部より取得する前記太陽の位置とを用いて、前記表示装置の表示画面上に前記太陽が映り込むか否かを判定する映込判定部と、
を備え、
動作情報生成部は、前記映込判定部より前記表示装置の表示画面上に前記太陽が映り込むと判定されない位置、かつ前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する、
請求項1に記載の制御装置。 Further, the control device includes:
A solar position storage unit that stores the position of the sun for each latitude, longitude, and date and time;
A current information acquisition unit for acquiring current information indicating the latitude and longitude of the display device and the date and time when the display device is used;
A solar position acquisition unit that acquires the position of the sun from the solar position storage unit based on the current information acquired from the current information acquisition unit;
Whether or not the sun is reflected on the display screen of the display device using the position and orientation of the display device acquired from the motion information generation unit and the position of the sun acquired from the sun position acquisition unit. A reflection determination unit for determining,
With
The motion information generation unit is a position that is not determined by the reflection determination unit to reflect the sun on the display screen of the display device, and a position that faces the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimation unit Generating information for controlling the arm for moving the display device
The control device according to claim 1.
前記ユーザより、前記ユーザの姿勢が座っている状態、うつ伏せの状態、仰向けの状態又は横向きの状態のうちいずれの状態であるかを示す定常状態の入力を受付ける定常状態取得部と、
を備え、
前記姿勢方向推定部は、前記分布形状の前記定常状態からの時系列変化より、前記ユーザの姿勢の向きを推定する、
請求項1に記載の制御装置。 Further, the control device includes:
From the user, a steady state acquisition unit that receives a steady state input indicating whether the user's posture is sitting, lying down, lying on the back, or sideways;
With
The posture direction estimation unit estimates the orientation of the user's posture from a time series change from the steady state of the distribution shape,
The control device according to claim 1.
前記定常状態取得部は、前記ユーザより前記定常状態の入力を受付けた際の前記ユーザの頭部の位置と前記表示装置との距離を取得し、
前記動作情報生成部は、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置、かつ、前記定常状態取得部が取得した距離と同じ距離の位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成する、
請求項15に記載の制御装置。 When the position of the user's head is estimated by the part estimation unit,
The steady state acquisition unit acquires a distance between the display device and the position of the user's head when receiving the steady state input from the user,
The motion information generation unit moves the display device to a position facing the direction of the user's posture estimated by the posture direction estimation unit and to a position having the same distance as the distance acquired by the steady state acquisition unit. Generating information to control the arm for
The control device according to claim 15.
前記アームと、
を備えるロボット。 The control device according to any one of claims 1 to 16,
The arm;
Robot equipped with.
前記圧力情報取得部が、前記支持台上の位置毎の圧力を取得し、
部位推定部が、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定し、
姿勢方向推定部が、前記部位推定部より推定され前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定し、
動作情報生成部が、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成し、
制御部が、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御する、
制御方法。 In the arm control method for controlling the position and posture of the display device used by the user on the support base,
The pressure information acquisition unit acquires a pressure for each position on the support;
The position estimation unit is a position of at least one of the user's head, shoulders, or waist that is in contact with the support base at a position where the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is equal to or greater than a predetermined threshold. And
The posture direction estimation unit estimates the direction of the user's posture on the support using the pressure distribution shape within a predetermined range including the position of the part estimated by the part estimation unit,
A motion information generating unit that generates information for controlling the arm for moving the display device to a position facing the posture direction of the user estimated by the posture direction estimating unit;
A control unit controls the arm based on the information generated by the motion information generation unit;
Control method.
前記圧力情報取得部が、前記支持台上の位置毎の圧力を取得するステップと、
部位推定部が、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定するステップと、
姿勢方向推定部が、前記部位推定部より推定され前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定するステップと、
動作情報生成部が、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成するステップと、
制御部が、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御するステップと、
をコンピュータに実行させるための制御プログラム。 In the arm control program for controlling the position and posture of the display device used by the user on the support base,
The pressure information acquisition unit acquiring a pressure for each position on the support;
The position estimation unit is a position of at least one of the user's head, shoulders, or waist that is in contact with the support base at a position where the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is equal to or greater than a predetermined threshold. Estimating, and
A posture direction estimating unit estimating a direction of the posture of the user on the support base using the pressure distribution shape within a predetermined range including the position of the portion estimated by the portion estimating unit;
A step of generating information for controlling the arm for moving the display device to a position facing the posture direction of the user estimated by the posture direction estimating unit;
A control unit controlling the arm based on the information generated by the motion information generation unit;
A control program that causes a computer to execute.
前記圧力情報取得部が、前記支持台上の位置毎の圧力を取得し、
部位推定部が、前記圧力情報取得部より取得した前記圧力が所定の閾値以上の位置を、前記支持台上に接する前記ユーザの頭部、肩部又は腰部のうち少なくとも1つの部位の位置であると推定し、
姿勢方向推定部が、前記部位推定部より推定され前記部位の位置を含む所定の範囲内の前記圧力の分布形状を用いて、前記支持台上における前記ユーザの姿勢の方向を推定し、
動作情報生成部が、前記姿勢方向推定部より推定された前記ユーザの姿勢の方向に対向する位置に前記表示装置を移動させるための前記アームを制御する情報を生成し、
制御部が、前記動作情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームを制御する、
制御用集積電子回路。 In an integrated electronic circuit for arm control that controls the position and orientation of a display device used by a user on a support base,
The pressure information acquisition unit acquires a pressure for each position on the support;
The position estimation unit is a position of at least one of the user's head, shoulders, or waist that is in contact with the support base at a position where the pressure acquired from the pressure information acquisition unit is equal to or greater than a predetermined threshold. And
The posture direction estimation unit estimates the direction of the user's posture on the support using the pressure distribution shape within a predetermined range including the position of the part estimated by the part estimation unit,
A motion information generating unit that generates information for controlling the arm for moving the display device to a position facing the posture direction of the user estimated by the posture direction estimating unit;
A control unit controls the arm based on the information generated by the motion information generation unit;
Integrated electronic circuit for control.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020047204A (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 宇土 博 | Portable image display unit support device |
JP2020124528A (en) * | 2020-04-01 | 2020-08-20 | パラマウントベッド株式会社 | Bed device |
CN112587293A (en) * | 2020-12-15 | 2021-04-02 | 深圳数联天下智能科技有限公司 | Snore stopping equipment, equipment control method and controller |
JP2022069681A (en) * | 2020-05-19 | 2022-05-11 | パラマウントベッド株式会社 | Bed device |
-
2013
- 2013-02-08 JP JP2013022882A patent/JP2014155028A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020047204A (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 宇土 博 | Portable image display unit support device |
JP7198480B2 (en) | 2018-09-21 | 2023-01-04 | 有限会社ウド・エルゴ研究所 | Portable image display support device |
JP2020124528A (en) * | 2020-04-01 | 2020-08-20 | パラマウントベッド株式会社 | Bed device |
JP7118104B2 (en) | 2020-04-01 | 2022-08-15 | パラマウントベッド株式会社 | sleeping device |
JP2022069681A (en) * | 2020-05-19 | 2022-05-11 | パラマウントベッド株式会社 | Bed device |
JP7270796B2 (en) | 2020-05-19 | 2023-05-10 | パラマウントベッド株式会社 | sleeping device |
CN112587293A (en) * | 2020-12-15 | 2021-04-02 | 深圳数联天下智能科技有限公司 | Snore stopping equipment, equipment control method and controller |
CN112587293B (en) * | 2020-12-15 | 2023-03-10 | 深圳数联天下智能科技有限公司 | Snore stopping equipment, equipment control method and controller |
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