JP2015076877A - ウェアラブル端末及びウェアラブル端末の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上述の如く、ウェアラブル端末を利用した従来の制御技術は、ユーザのジェスチャに応じて、家電機器に対する制御内容を見極める。したがって、ユーザが、家電機器に対して様々な動作要求を行うために、ユーザは、多数のジェスチャを記憶しなければならない。
第1実施形態に関連して説明されたウェアラブル端末は、様々な制御下で動作することができる。第2実施形態において、ウェアラブル端末の例示的な動作が説明される。
ステップS110において、検知ステップが実行される。検知ステップにおいて、検知部300は、第2軸PDXと第3軸FBXとによって規定される座標平面に直交する第1軸DVXの延設方向の運動を検知する。検知部300は、第1軸DVXの延設方向の運動を表す運動データを生成する。運動データは、検知部300から判定部400へ出力される。その後、ステップS120が実行される。
ステップS120において、判定ステップが実行される。判定ステップにおいて、判定部400は、運動データに基づいて、ユーザが家電機器APLに対する遠隔操作を行おうとしているか否かを判定する。ユーザが家電機器APLに対する遠隔操作を行おうとしていると、判定部400が判定するならば、ステップS130が実行される。他の場合には、ステップS110が実行される。
ステップS130において、生成ステップが実行される。生成ステップにおいて、音声データ生成部200は、ユーザからの音声指示を表す音声データを生成する。音声データは、音声データ生成部200から送信データ生成部510へ出力される。判定部400は、トリガ信号を生成する。トリガ信号は、判定部400から送信データ生成部510へ出力される。送信データ生成部510がトリガ信号を受けると、送信データ生成部510は、音声データから送信データを生成する。その後、ステップS140が実行される。
ステップS140において、送信ステップが実行される。送信ステップにおいて、送信データは、送信データ生成部510から送信部520へ出力される。送信部520は、ネットワークNTWへ送信データを送信する。
第1実施形態に関連して説明されたウェアラブル端末の設計原理は、1つの検出軸を有する加速度センサ或いは角速度センサを検知部として用いることを許容する。この場合、検知部の消費電力は非常に小さくなる。しかしながら、センサ素子(加速度センサや角速度センサ)が多数の検出軸を有しても、センサ素子の消費電力は、過度に高くはならない。したがって、複数の検出軸を有するセンサ素子が、ユーザの上肢部の運動の検出に利用されてもよい。この場合、判定部は、検知部から出力される運動データから、ユーザの上肢部がどのように移動しているかを正確に判定することができる。第3実施形態において、ユーザが、家電機器に対する遠隔操作を要求しているか否かを正確に判定することができるウェアラブル端末が説明される。
上肢部の運動に関して、基準となる動作が設定されるならば、運動データとパターンデータとの間の比較は容易になる。基準となる動作の後の上肢部の運動が、パターンデータに近い或いは一致するときにトリガ信号が生成されるならば、パターン記憶部に記憶されるパターンデータの量は少なくてもよい。第4実施形態において、ウェアラブル端末内の例示的なデータ処理が説明される。
ステップS210において、検知部300Aは、上肢部の運動を検知する。その後、ステップS220が実行される。
ステップS220において、検知部300Aは、上肢部の運動を表す運動データを生成する。運動データは、検知部300Aからパターン解析部420へ出力される。その後、ステップS230が実行される。ステップS210及びステップS220は、図3を参照して説明された検知ステップに対応する。
ステップS230において、パターン解析部420は、第1軸DVXの延設方向の加速度が、加速度閾値よりも大きいか否かを判定する。第1軸DVXの延設方向の加速度が、加速度閾値よりも大きいならば、ステップS240が実行される。他の場合には、ステップS210が実行される。
ステップS240において、パターン解析部420は、パターン記憶部410からパターンデータを読み出す。パターン解析部420は、加速度閾値よりも大きな加速度が生じた時刻よりも後の運動データをパターンデータと比較する。運動データがパターンデータに近い或いは一致するならば、ステップS250が実行される。他の場合には、ステップS210が実行される。
ステップS250において、パターン解析部420は、トリガ信号を生成する。トリガ信号は、パターン解析部420から送信データ生成部510へ出力される。ステップS230乃至ステップS250は、図3を参照して説明された判定ステップに対応する。
検知部が、加速度を表す運動データと、角速度を表す運動データと、を出力するならば、判定部は、ユーザが、家電機器に対する遠隔操作を要求しているか否かを正確に判定することができる。第5実施形態において、ユーザが、家電機器に対する遠隔操作を要求しているか否かを、加速度を表す運動データと、角速度を表す運動データと、を用いて判定するウェアラブル端末が説明される。
上肢部の運動に関して、複数の基準動作が設定されるならば、判定部は、ユーザが家電機器に対する遠隔操作を行おうとしているか否かを正確に判定することができる。第6実施形態において、複数の基準動作を利用して、ユーザが家電機器に対する遠隔操作を行おうとしているか否かを判定するウェアラブル端末内の例示的なデータ処理が説明される。
ステップS310において、検知部300Bは、上肢部の運動を検知する。加速度検知部310は、第1軸DVXの延設方向の加速度を検知する。角速度検知部320は、第2軸PDX周りの上肢部の回転運動の角速度を検知する。その後、ステップS320が実行される。
ステップS320において、検知部300Bは、上肢部の運動を表す運動データを生成する。加速度検知部310は、第1軸DVXの延設方向の加速度を表す加速度データを運動データとして生成する。加速度データは、加速度検知部310から加速度判定部430へ出力される。角速度検知部320は、第2軸PDX周りの上肢部の回転運動の角速度を表す角速度データを運動データとして生成する。角速度データは、角速度検知部320から積分部440へ出力される。その後、ステップS330が実行される。ステップS310及びステップS320は、図3を参照して説明された検知ステップに対応する。
ステップS330において、加速度判定部430は、加速度データによって表される加速度が、加速度閾値よりも大きいか否かを判定する。加速度が、加速度閾値よりも大きいならば、加速度判定部430は、第1トリガ信号を生成する。第1トリガ信号は、加速度判定部430からトリガ信号生成部460へ出力される。その後、ステップS340が実行される。加速度が、加速度閾値よりも大きくないならば、ステップS310が実行される。
ステップS340において、積分部440は、角速度データに対して、積分演算処理を行い、回転角を算出する。算出された回転角を表す回転角データは、回転角判定部450へ出力される。その後、ステップS350が実行される。
ステップS350において、回転角判定部450は、回転角データによって表される回転角が、回転角閾値よりも大きいか否かを判定する。回転角が、回転角閾値よりも大きいならば、回転角判定部450は、第2トリガ信号を生成する。第2トリガ信号は、回転角判定部450からトリガ信号生成部460へ出力される。その後、ステップS360が実行される。回転角が、回転角閾値よりも大きくないならば、ステップS310が実行される。ステップS330乃至ステップS350の処理は、図3を参照して説明された判定ステップに対応する。
ステップS360において、トリガ信号生成部460は、トリガ信号を生成する。トリガ信号は、トリガ信号生成部460から送信データ生成部510へ出力される。
一般的に、センサ素子は、電力をあまり消費しない。その一方で、ネットワークへのデータ送信は、多量の電力を消費する。したがって、電力が、ネットワークへのデータ送信を担う電子部品へ常時供給されることは、ウェアラブル端末にとって不向きである。第7実施形態において、電力をあまり消費しないウェアラブル端末の設計原理が説明される。
ユーザが、音声指示をウェアラブル端末に入力した後、第2集積回路への電力供給が停止されることは、消費電力の低減の観点から好ましい。ユーザは、音声指示の完了を、ウェアラブル端末に手動式に入力してもよい。しかしながら、ユーザが、電力供給を停止させる指示を忘れるならば、第2集積回路への電力供給は継続されることになる。したがって、第2集積回路への電力供給は自動的に停止されることが好ましい。第8実施形態において、第2集積回路への電力供給を自動的に停止することができるウェアラブル端末が説明される。
ウェアラブル端末は、ユーザに情報を提示し、且つ、ユーザからの入力を受け付けるユーザインターフェース機能を有してもよい。ウェアラブル端末が、ユーザにとって有用な情報を提示することができるならば、ウェアラブル端末の有用性は高くなる。例えば、ウェアラブル端末が、音声指示の処理経過を表示するならば、ユーザは、音声が適切に入力されたか否かを確認することができる。ウェアラブル端末が、ユーザからの音声指示に加えて、他の入力を受け付けるならば、ウェアラブル端末は、多様な機能を有することができる。例えば、ウェアラブル端末が、ユーザの手動式の入力を受け付けるならば、ユーザは、ウェアラブル端末から送信されるデータの通信経路や制御対象となる家電機器に対する優先順位の設定といった様々な操作を行うことができる。第9実施形態において、ユーザインターフェース機能を有するウェアラブル端末が説明される。
ウェアラブル端末は、上肢部から取り外されることもある。ユーザが、上肢部から取り外されたウェアラブル端末を放置するならば、第三者が、ウェアラブル端末を拾得することもある。第三者が、ウェアラブル端末を操作するならば、家電機器は、望ましくない動作を行うこともある。したがって、ウェアラブル端末は、真のユーザによってのみ動作することが好ましい。第10実施形態において、真のユーザを見極めるための認証機能を有するウェアラブル端末が説明される。
第10実施形態に関連して説明されたウェアラブル端末は、様々な動作を実行することができる。第11実施形態において、ウェアラブル端末の例示的な動作が説明される。
ステップS405において、ユーザは、電源ボタン610を操作し、ウェアラブル端末100Fの起動を要求する。ステップS405は、ユーザがウェアラブル端末100Fの起動を要求するまで続けられる。ユーザがウェアラブル端末100Fの起動を要求すると、ステップS410が実行される。
ステップS410において、電力供給部600Fは、第1集積回路110、第2集積回路120F及びユーザインターフェース130への電力供給を開始する。その後、ステップS415が実行される。
ステップS415において、第10実施形態に関連して説明された認証処理を行う。ウェアラブル端末100Fが、ユーザを適切に認証すると、ステップS420が実行される。
ステップS420において、電力供給部600Fは、第2集積回路120F及びユーザインターフェース130への電力供給を停止する。一方、電力供給部600Fは、第1集積回路110への電力供給を継続する。その後、ステップS425が実行される。
ステップS425において、動作判定部400Cは、ユーザが、家電機器に対する遠隔操作を要求しているか否かを判定する。すなわち、ステップS425において、図3を参照して説明された判定ステップが実行される。図5を参照して説明されたように、判定ステップにおいて、加速度と加速度閾値との間の比較が行われてもよい(図5のステップS230)。加えて、運動センサ300Cから得られた運動データと予め記憶されたパターンデータとの比較が行われてもよい(図5のステップS240)。代替的に、図7を参照して説明されたように、判定ステップにおいて、回転角と回転角閾値との間の比較が行われてもよい(図7のステップS350)。本実施形態の原理は、特定の判定技術に限定されない。
ステップS430において、電力供給部600Fは、ユーザが、電源ボタン610を操作し、電力供給を停止しようとしているか否かを判定する。ユーザが、電源ボタン610を操作し、電力供給を停止するならば、ウェアラブル端末100Fは、動作を終了する。他の場合には、ステップS425が実行される。
ステップS435において、動作判定部400Cは、トリガ信号を生成する。トリガ信号は、動作判定部400Cから電力供給部600F及び制御部121Fへ出力される。電力供給部600Fは、トリガ信号に応じて、第2集積回路120F及びユーザインターフェース130への電力供給を再開する。制御部121Fは、トリガ信号に応じて、タイマ123を起動する。その後、ステップS440が実行される。
ステップS440において、ユーザは、家電機器を操作するための音声指示をウェアラブル端末100Fに与える。音声指示は、マイクロフォン200Cによって、電気信号(音声データ)に変換される。音声データは、I/Oセクション122Eを通じて、符号化部510Cへ出力される。その後、ステップS445が実行される。
ステップS445において、制御部121Fは、音声入力のために予め設定された入力期間が完了しているか否かを判定する。制御部121Fが、タイマ123から、入力期間の完了の通知を受けているならば、ステップS450が実行される。代替的に、制御部121Fは、符号化部510Cから符号化処理が完了したことを表す通知を受け取ってもよい。この場合にも、ステップS450が実行される。他の場合には、ステップS435が実行される。
ステップS450において、符号化部510Cは、音声データを符号化し、送信データを生成する。送信データは、符号化部510Cから送信部522へ出力される。その後、ステップS455が実行される。
ステップS455において、送信部522は、アンテナ部521から送信データを送信する。その後、ステップS460が実行される。
ステップS460において、電力供給部600Fは、ユーザが、電源ボタン610を操作し、電力供給を停止しようとしているか否かを判定する。ユーザが、電源ボタン610を操作し、電力供給を停止するならば、ウェアラブル端末100Fは、動作を終了する。他の場合には、ステップS420が実行される。
ウェアラブル端末は、ユーザの上肢部に装着される。ユーザが携帯する通信機器が、ウェアラブル端末が生成した送信データを中継するならば、ウェアラブル端末は、送信データの送信のために多量の電力を消費しない。第12実施形態において、ウェアラブル端末の過度の電力消費を生じさせない通信技術が説明される。
ウェアラブル端末は、他の携帯端末から出力される電波や家電機器から出力される電波を受信してもよい。この場合、ウェアラブル端末は、受信された電波に関する情報をネットワークに与えてもよい。この結果、ウェアラブル端末から出力される送信データに対して、適切な通信経路が設定される。第13実施形態において、他の携帯端末から出力される電波や家電機器から出力される電波を受信することができるウェアラブル端末が説明される。
ユーザが、ウェアラブル端末の周囲に存在する通信装置を操作すると、或いは、ユーザが移動すると、ウェアラブル端末の周りの通信環境が変化することもある。したがって、ウェアラブル端末の通信先が、通信環境の変化に対応して再設定されることが好ましい。第14実施形態において、通信環境の変化に対応して通信先を再設定する技術が説明される。
ウェアラブル端末の通信先として利用可能な通信機器は、クラウドサーバに予め登録されてもよい。クラウドサーバ内に登録された通信機器に対して、優先順位が予め設定されてもよい。第15実施形態において、予め設定された優先順位に従って、通信先を設定する技術が説明される。
ウェアラブル端末が、近距離通信技術(例えば、Bluetooth(登録商標))を用いて、他の通信機器と通信するならば、ウェアラブル端末は、通信のために過度に大きな電力を消費しない。しかしながら、ウェアラブル端末と通信可能な通信機器が、近距離通信技術によってカバーされる通信範囲内に存在しないこともある。したがって、ウェアラブル端末は、通信可能距離を、使用環境に合わせて変更してもよい。第16実施形態において、通信可能距離を変更することができるウェアラブル端末が説明される。
ウェアラブル端末は、スマートフォンといった中継装置を用いることなく、クラウドサーバにアクセスしてもよい。第17実施形態において、スマートフォンといった中継装置を用いることなく、クラウドサーバにアクセスすることができるウェアラブル端末が説明される。
ユーザは、ウェアラブル端末に音声指示を与え、家電機器だけでなく、他の装置を操作してもよい。例えば、ユーザが、ウェアラブル端末に音声指示を与え、スマートフォンを遠隔操作することができるならば、ユーザは、スマートフォンを鞄から取り出すことなく、スマートフォンを動作させることができる。第18実施形態において、家電機器だけでなく、他の装置をも遠隔操作することができるウェアラブル端末が説明される。
ユーザは、複数台の同種の家電機器を所有していることもある。ユーザが、2台の空調機器を所有し、且つ、ユーザが、音声指示の中に「空調機器」の語句を含めたとしても、クラウドサーバは、ユーザが2台の空調機器のどちらを遠隔操作しようとしているのかを判断できない。
ウェアラブル端末、ウェアラブル端末とクラウドサーバとの間でのデータの中継を担う通信機器及び家電機器が、クラウドサーバの制御下で動作可能に設計されてもよい。この場合、クラウドサーバが、ユーザの操作動作に基づいて、制御の対象を見極めることが好ましい。第20実施形態において、ユーザの操作動作に基づいて、制御対象を見極めるための技術が説明される。
101,102・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ウェアラブル端末
110・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第1集積回路
120,120D〜120I・・・・・・・・・・・・・・・第2集積回路
121,121D〜121H・・・・・・・・・・・・・・・制御部
200・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・音声データ生成部
200C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マイクロフォン
300〜300B・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・検知部
300C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・運動センサ
310・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加速度検知部
320・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・角速度検知部
400〜400B・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・判定部
400C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・動作判定部
430・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・加速度判定部
450・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転角判定部
500・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・データ処理部
510・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・送信データ生成部
510C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・符号化部
520・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・送信部
521・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アンテナ部
522・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・送信部
522G・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・通信部
523・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第1通信部
524・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第2通信部
525・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第3通信部
600,600D〜600F・・・・・・・・・・・・・・・電力供給部
700・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御システム
DVX・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第1軸
FBX・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第3軸
NTW・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ネットワーク
PDX・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第2軸
Claims (7)
- ユーザの上肢部に装着可能に形成され、且つ、家電機器を、音声指示によって、ネットワークを通じた遠隔操作するシステムに利用されるウェアラブル端末であって、
前記音声指示から音声データを生成する音声データ生成部と、
前記上肢部の鉛直下方向と、前記ユーザの移動方向と、により規定される平面に対して、直交する第1軸方向の前記上肢部の運動を検知し、前記運動に関する運動データを生成する検知部と、
前記運動データに基づいて、前記ユーザが前記家電機器に対する遠隔操作を行おうとしているか否かを判定する判定部と、
前記音声データを処理するデータ処理部と、を備え、
前記データ処理部は、
(i)前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしていると前記判定部が判定するならば、前記音声データに対応する送信データを生成する送信データ生成部と、
(ii)前記送信データを前記ネットワークへ送信する送信部と、を含むことを特徴とするウェアラブル端末。 - 前記運動データは、前記第1軸方向における前記上肢部の加速度を表し、
前記加速度が加速度閾値よりも大きいならば、前記判定部は、前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしていると判定することを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載のウェアラブル端末。 - 前記検知部は、前記鉛直下方向に延びる第2軸周りの前記上肢部の回転運動の角速度を検知し、前記運動データとして、前記角速度を表す角速度データを生成し、
前記判定部は、前記角速度データから算出された前記上肢部の回転角を回転角閾値と比較し、前記回転角が前記回転角閾値よりも大きいならば、前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしていると判定することを特徴とする請求項2に記載のウェアラブル端末。 - 前記データ処理部へ電力を供給する電力供給部を更に備え、
前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしていると前記判定部が判定すると、前記電力供給部は、前記データ処理部へ前記電力の供給を開始することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のウェアラブル端末。 - ユーザの上肢部に装着可能に形成され、且つ、家電機器を、音声指示によって、ネットワークを通じて遠隔操作するシステムに利用されるウェアラブル端末の制御方法であって、
前記上肢部の鉛直下方向と、前記ユーザの移動方向と、により規定される平面に対して、直交する第1軸方向の前記上肢部の運動を検知し、前記運動に関する運動データを生成する検知ステップと、
前記運動データに基づいて、前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて得られた判定結果が、前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしていることを表しているならば、前記音声指示を受け付け、前記音声指示に対応する送信データを生成する生成ステップと、
前記送信データを前記ネットワークへ送信する送信ステップと、を備えることを特徴とする制御方法。 - 前記検知ステップは、前記第1軸方向における前記上肢部の加速度を検知することを含み、
前記判定ステップは、前記加速度を加速度閾値と比較し、前記加速度が前記加速度閾値よりも大きいならば、前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしていると判定することを含むことを特徴とする請求項5に記載の制御方法。 - 前記検知ステップは、前記鉛直下方向に延びる第2軸周りの前記上肢部の回転運動の角速度を検知することを含み、
前記判定ステップは、前記角速度から算出された前記上肢部の回転角を回転角閾値と比較し、前記回転角が前記回転角閾値よりも大きいならば、前記ユーザが前記遠隔操作を行おうとしていると判定することを含むことを特徴とする請求項6に記載の制御方法。
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