JP2017187962A - Device explanatory program using augmented reality technology - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、拡張現実(AR)技術を用いた、分析装置等の各種装置を説明するためのプログラムに関する。 The present invention relates to a program for explaining various devices such as an analysis device using augmented reality (AR) technology.
分析装置等の様々な装置を新たに製造する場合、同時に、その装置を正しく使用するための取扱説明書が作成される。装置が複雑であったり機能が多い場合、或いは、その操作対象であるユーザとして非熟練者を想定する場合等には、取扱説明書の内容量は大きくなる。紙製(冊子状)の取扱説明書では、大きいものでは厚さが数cmになったり、数冊に分冊されるものもあるが、ユーザがそれを読み通すことはもちろん、必要な箇所を読むことさえ困難となりつつある。 When various devices such as an analysis device are newly manufactured, an instruction manual for correctly using the device is created at the same time. When the apparatus is complicated or has many functions, or when an unskilled person is assumed as the user who is the operation target, the content of the instruction manual increases. Some paper (booklet) instruction manuals are several centimeters thick or are divided into several volumes, but the user can read through them as well as read the necessary parts. Even it is becoming difficult.
そこで近年は、コンピュータ上で閲覧できる、pdfファイル形式等の電子版取扱説明書が多くなってきている。電子版取扱説明書であると、必要な箇所を探すのが容易であり、また、現在読んでいるところから直ちに関連箇所に移動することも容易である。さらに、動画や音を挿入することができるため、より理解しやすいものとなる。 Therefore, in recent years, there are an increasing number of electronic manuals such as pdf file formats that can be viewed on a computer. If it is an electronic version instruction manual, it is easy to search for a necessary part, and it is also easy to move immediately from the current reading position to a related part. Furthermore, since moving images and sounds can be inserted, it becomes easier to understand.
一方、近年、スマートフォンやタブレット等の携帯端末装置において、AR(拡張現実)という技術が多く使われるようになっている。これは、携帯端末装置で眼前の風景等を撮影している際に、その撮影画像に重畳して別の画像、動画、文字などの各種情報を表示する、というものである(非特許文献1参照)。 On the other hand, in recent years, a technology called AR (augmented reality) has been widely used in mobile terminal devices such as smartphones and tablets. This is to display various types of information such as other images, moving images, characters, etc., superimposed on the captured image when photographing a scene in front of the user with a portable terminal device (Non-patent Document 1). reference).
新たな装置をユーザに提供する場合、電子版による取扱説明書を同時に提供することにより、ユーザは前記の通り、その装置が複雑であり、豊富な機能を持っていたとしても、その操作を容易に理解し、把握することができる。しかし、電子版の取扱説明書は通常、コンピュータ上でないと見ることはできないため、コンピュータに接続し、コンピュータ上で制御・操作をする装置の場合には便利に使用することができるが、コンピュータに接続しない、スタンドアロンの装置の場合には、別途コンピュータを用意しなければならない。例えば、スタンドアロンの分析装置は可搬性や立ち上がりの迅速性に優れているため、現場で分析を行うに適しているが、そのような場合に電子版取扱説明書は適した説明媒体とは言えない。 When providing a new device to the user, by providing the electronic version of the instruction manual at the same time, the user can easily operate the device even if the device is complex and has abundant functions as described above. Can understand and grasp. However, since the electronic version of the instruction manual can only be viewed on a computer, it can be conveniently used in the case of a device connected to a computer and controlled and operated on the computer. In the case of a stand-alone device that is not connected, a separate computer must be prepared. For example, a stand-alone analyzer is excellent in portability and quick start-up, so it is suitable for on-site analysis. In such a case, the electronic version instruction manual is not a suitable explanation medium. .
本発明が解決しようとする課題は、コンピュータに接続されないスタンドアロンの装置であっても、ユーザに対して容易にその操作を説明することができる装置説明用プログラムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a device explanation program that can easily explain the operation of a stand-alone device not connected to a computer to a user.
上記課題を解決するために成された本発明の第1の態様は、画像撮影機能を有する携帯端末で動作するプログラムであって、
a) 対象装置の各種操作を説明する情報である説明情報を、各操作毎のコードと対応付けて格納した説明情報格納部と、
b) 携帯端末の撮影画像から、前記対象装置の外面に表示されたARマーカーを抽出するマーカー抽出部と、
c) 抽出されたARマーカーからコードを読み取るコード読み取り部と、
d) コード読み取り部が読み取ったコードに対応する説明情報を前記説明情報格納部から読み出し、撮影画像に重畳して前記携帯端末の画面に表示するAR表示部と
を有することを特徴とする。
A first aspect of the present invention made to solve the above problems is a program that operates on a portable terminal having an image capturing function,
a) an explanation information storage unit that stores explanation information, which is information explaining various operations of the target device, in association with a code for each operation;
b) a marker extraction unit that extracts an AR marker displayed on the outer surface of the target device from a captured image of the mobile terminal;
c) a code reading unit for reading a code from the extracted AR marker;
d) An AR display unit that reads out the description information corresponding to the code read by the code reading unit from the description information storage unit, and displays it on the screen of the portable terminal superimposed on the captured image.
本発明の第1の態様はいわゆるマーカー型ビジョンベースARに対応するものであり、携帯端末が撮影した画像からARマーカーと呼ばれる特定のマーカーを読み取り、それに対応する画像、動画、文字などの各種情報を携帯端末の撮影画像に重畳して表示する。本発明の第1の態様では、そのようなARマーカーが対象装置の外面に表示されていることを前提としているが、この「対象装置の外面に表示されたARマーカー」は、対象装置毎に固定されたものであってもよいし、対象装置の内部状態に応じて可変となるようなものであってもよい。前者の場合は、その対象装置に対応した操作情報がARとして携帯端末の画面に表示される。後者の場合は、その他に、その対象装置の内部状態(例えば、対象装置が分析装置である場合には、分析準備中/分析中/分析終了等)に応じてARマーカーが変化し、携帯端末の画面には、その時点でユーザが操作すべき情報が表示される。 The first aspect of the present invention corresponds to a so-called marker-type vision base AR, and reads a specific marker called an AR marker from an image taken by a mobile terminal, and various information such as an image, a moving image, and characters corresponding thereto. Is superimposed on the captured image of the mobile terminal. In the first aspect of the present invention, it is assumed that such an AR marker is displayed on the outer surface of the target device. This “AR marker displayed on the outer surface of the target device” is set for each target device. It may be fixed, or may be variable according to the internal state of the target device. In the former case, operation information corresponding to the target device is displayed as an AR on the screen of the mobile terminal. In the latter case, in addition, the AR marker changes depending on the internal state of the target device (for example, when the target device is an analysis device, preparation for analysis / during analysis / end of analysis, etc.) Information to be operated by the user at that time is displayed on the screen.
また、本発明の第2の態様は、同じく画像撮影機能を有する携帯端末で動作するプログラムであって、
a) 対象装置の採り得る複数の構成の外観をそれぞれ所定の方法でパターン化して格納した外観パターン格納部と、
b) 前記外観の各パターンに、該パターンに対応する前記対象装置の構成に関する情報である構成情報を対応付けて格納した構成情報格納部と、
c) 携帯端末の撮影画像から、前記対象装置の外観を抽出し、前記所定の方法でパターン化する外観パターン化部と、
d) 前記外観パターン化部がパターン化したパターンに対応する構成情報を前記構成情報格納部から読み出し、撮影画像に重畳して前記携帯端末の画面に表示するAR表示部と
を有することを特徴とする。
A second aspect of the present invention is a program that operates on a portable terminal that also has an image capturing function,
a) Appearance pattern storage unit that stores the appearances of a plurality of configurations that can be taken by the target device by patterning them using a predetermined method,
b) a configuration information storage unit that stores, in association with each pattern of the appearance, configuration information that is information related to the configuration of the target device corresponding to the pattern;
c) An appearance patterning unit that extracts an appearance of the target device from a captured image of the mobile terminal and patterns the target device by the predetermined method;
d) An AR display unit that reads configuration information corresponding to the pattern patterned by the appearance patterning unit from the configuration information storage unit and displays the configuration information on the screen of the mobile terminal superimposed on a captured image. To do.
本発明の第2の態様はいわゆるマーカーレス型ビジョンベースARに対応するものであり、対象装置にはARマーカーが表示されていなくてもよい。本発明の第2の態様では、外観パターン化部が撮影画像から対象装置の外観を抽出し、所定の方法でそれをパターン化する。撮影画像からの対象装置の抽出には周知の色差抽出や明度差抽出等の画像処理技術を用いることができ、抽出した画像のパターン化には二値化技術や輪郭線抽出等の画像処理技術を用いることができる。AR表示部は、こうしてパターン化した対象装置の外観のパターンを構成情報格納部に格納されている各パターンと比較し、一致するパターンを検出するとともに、一致したパターンに対応する構成情報を携帯端末の撮影画像に重畳して表示する。この構成情報にはその構成に対応する操作情報を含めておくことができるため、これによりユーザはその構成の対象装置に関する操作情報を容易に得ることができる。 The second aspect of the present invention corresponds to a so-called markerless vision-based AR, and the AR marker may not be displayed on the target device. In the second aspect of the present invention, the appearance patterning unit extracts the appearance of the target device from the captured image and patterns it by a predetermined method. Known image processing techniques such as color difference extraction and brightness difference extraction can be used to extract the target device from the captured image, and image processing techniques such as binarization and contour extraction are used to pattern the extracted image. Can be used. The AR display unit compares the pattern of the appearance of the target device thus patterned with each pattern stored in the configuration information storage unit, detects a matching pattern, and transmits the configuration information corresponding to the matched pattern to the portable terminal. Is superimposed on the captured image. Since the configuration information can include operation information corresponding to the configuration, the user can easily obtain operation information regarding the target device having the configuration.
本発明に係るプログラムの第1の態様によれば、携帯端末の画像撮影機能を用いて対象装置を撮影すると、対象装置の外面に表示されたARマーカーのコードに応じた説明情報が、携帯端末の画面に表示されている対象装置の画像に適切に重畳されて表示される。従って、ユーザは紙の、または電子版の説明書から関連する記載箇所を探して参照するという手間なく、現在の対象装置の状況に対応した適切な指示や情報を簡単に得ることができる。 According to the first aspect of the program of the present invention, when the target device is photographed using the image photographing function of the portable terminal, the explanation information according to the AR marker code displayed on the outer surface of the subject device is Are appropriately superimposed on the image of the target device displayed on the screen. Therefore, the user can easily obtain appropriate instructions and information corresponding to the current status of the target device without the trouble of searching for and referring to related description locations from a paper or electronic version of the manual.
本発明に係るプログラムの第2の態様によれば、携帯端末の画像撮影機能を用いて対象装置を撮影すると、その対象装置の外観に応じた構成情報が、携帯端末の画面に表示されている対象装置の画像に適切に重畳されて表示される。従って、ユーザは紙の、または電子版の説明書から関連する記載箇所を探して参照するという手間なく、現在の対象装置の構成や、構成に対応した適切な指示や情報を簡単に得ることができる。 According to the second aspect of the program of the present invention, when the target device is photographed using the image photographing function of the portable terminal, configuration information corresponding to the appearance of the target device is displayed on the screen of the portable terminal. The image is appropriately superimposed on the image of the target device. Accordingly, the user can easily obtain the current configuration of the target device and appropriate instructions and information corresponding to the configuration without having to search for and refer to related descriptions from paper or electronic manuals. it can.
以下、本発明に係る装置説明用プログラムの動作の具体例を実施形態として詳細に説明する。
いずれの実施形態においても、本発明に係るプログラムは携帯端末20に予めインストールしておく。
なお、分析装置10の各種制御は分析装置10の本体上の入力部(キーボード、タッチパネル等)からユーザが種々の命令を入力することによって行うが、分析装置10上で設定を行うことにより、携帯端末20から無線で操作を行うことも可能である。その場合、携帯端末20にはそのためのプログラム(アプリケーションソフトウェア)を予めインストールしておく。
Hereinafter, a specific example of the operation of the apparatus explanation program according to the present invention will be described in detail as an embodiment.
In any embodiment, the program according to the present invention is installed in the
Various controls of the
図1は、第1実施形態に係る装置説明用プログラムの構成図及び動作模式図である。本実施形態において、対象装置である分析装置10は、その装置の前面に、分析装置10の状態を示すARマーカー12を有している。このARマーカー12は、所定の太さの黒枠を設け、その黒枠の内部に、装置の内部状態に対応した模様や文字など(コード)を表示するものであり、LCD(Liquid Crystal Display)などから構成することができる。
また、ARマーカー12の他の形態として、例えば図2に示すように、LED等から成る複数のランプの、点灯・消灯の組み合わせを用いることもできる。図2のように16個のランプがある場合には2の16乗ケースの装置状態を表現することができる。点灯・消灯だけでなく、色を用いて装置状態を表現することもできる。
FIG. 1 is a configuration diagram and operation schematic diagram of a device explanation program according to the first embodiment. In the present embodiment, the
As another form of the
携帯端末20は、中央演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)にメモリ、タッチパネル式のLCD等から成る携帯端末画面(表示部)21、SSD(Solid State Drive)等の大容量記憶装置から成る記憶部等から構成されている。また、携帯端末20は静止画や動画を撮影することができるカメラと、そのカメラの動作を制御する画像撮影機能を備える。
The
携帯端末20の記憶部には、携帯端末20の全体の動作を制御するOS(Operating System)の他、本発明に係る装置説明用プログラム22やその他の各種プログラム(アプリケーションソフトウェア)が記憶されている。
In addition to an OS (Operating System) that controls the overall operation of the
図1に示されるように、装置説明用プログラム22には、説明情報格納部23、マーカー抽出部24、コード読み取り部25及びAR表示部26が含まれている。これらはいずれも基本的には携帯端末20のCPUが装置説明用プログラム22を実行することによりソフトウエア的に実現される機能手段である。
As shown in FIG. 1, the
説明情報格納部23には対象装置(分析装置10)の動作状態(分析準備中、分析中、分析終了)に応じた操作を説明する情報である説明情報30が、ARマーカーの種類と対応付けて記録されている。この説明情報30には、装置の動作状態に応じた分析装置10の注意・警告などの表示や装置の性能などの関連情報が付加的に記録されていてもよい。また、動作状態の分類は、上記に限られるものでなく、装置起動中などの別の分類を加えてもよいし、上記の分類をさらに細分化して、例えば、分析準備中の項目を試料設定、分析時間設定等としてもよい。
In the explanation
以下、実際にユーザが装置説明用プログラム22を実行する場合の動作について説明する。
The operation when the user actually executes the
分析装置10は、その装置の内部状態に応じて、ARマーカー12の表示を逐次変化させる。ユーザは、携帯端末20において装置説明用プログラム22を実行し、そのうえで画像撮影機能を用いて分析装置10を撮影する。これは動画であっても静止画であっても構わない。
The
この撮影動作を受けて、マーカー抽出部24は、撮影画像(静止画または動画中のフレーム)から、分析装置10の外面に表示されたARマーカー12、すなわち黒枠とその内部に含まれている模様を抽出する。
次いで、コード読み取り部25は、抽出されたARマーカー12に含まれている模様であるコードを読み取る。
In response to this photographing operation, the
Next, the
その後、AR表示部26は、コード読み取り部25が読み取ったコードと、説明情報格納部23に記憶されているコードを比較し、読み取ったコードに対応する説明情報30を説明情報格納部23から読み出し、撮影画像に重畳して携帯端末画面21に表示する。
Thereafter, the
説明情報30は、図1に示すように文字情報であっても良いし、図3に示すように例えば矢印や、○囲いなどの図形を説明情報画像31として撮影画像中の分析装置10の所定の箇所に表示しても良い。図3(a)に示すように両者の組み合わせとすることも当然可能である。また、矢印などの画像を画面上を動かして動画として表示してもよい。さらに、図3(b)に示すように、端末画面の一部又は全部に、予めに撮影された操作説明用の動画を説明情報動画32として重畳表示させてもよい。
The
なお、説明情報30を撮影画像中の分析装置10の所定の箇所に表示するには、画像認識処理を実行することで表示箇所を特定しても良いし、ARマーカー12からの所定の相対位置に説明情報30を表示するようにしても構わない。
In addition, in order to display the
上記実施形態において、ARマーカー12の抽出から説明情報30の表示までの処理は、撮影画像が静止画の場合は、その静止画に対して処理を行うものであるが、動画の場合は、フレーム毎又は一定のフレーム間隔毎に処理を行うものとしてもよい。
リアルタイムで撮影されている動画に対して上記処理を行うと、ユーザによって分析装置10が操作されて装置状態が変化した場合にも、該装置の状態に応じて変化したARマーカー12を順次読み取ることで、常に装置状態に応じた説明情報を携帯端末画面に表示することができる。従って、ユーザは携帯端末を操作することなく更新された説明情報を得ることができる。
In the above-described embodiment, the processing from the extraction of the
When the above processing is performed on a moving image captured in real time, even when the
次に、第2実施形態に係る装置説明用プログラムについて、その構成図及び動作模式図である図4を参照しつつ説明する。 Next, an apparatus explanation program according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 4 which is a configuration diagram and an operation schematic diagram thereof.
本実施形態において、対象装置である分析装置10は、付属品などを付け替え可能であり、その付属品の種類によって外観が変化する。
In the present embodiment, the
携帯端末20は、先述した第一実施例の場合と同様に、中央演算処理装置であるCPUにメモリ、タッチパネル式のLCD等から成る携帯端末画面(表示部)21、SSD等の大容量記憶装置から成る記憶部等から構成されている。また、携帯端末20は静止画や動画を撮影することができるカメラとそのカメラの動作を制御する画像撮影機能を備える。
携帯端末20の記憶部には、OSの他、本発明に係る装置説明用プログラム42やその他の各種プログラムが記憶されている。
As in the case of the first embodiment described above, the
In addition to the OS, the storage unit of the portable terminal 20 stores a
図4に示されるように、本実施例に係る装置説明用プログラム42には、外観パターン格納部43、構成情報格納部44、外観パターン化部45及びAR表示部46が含まれている。これらはいずれも基本的には携帯端末20のCPUが装置説明用プログラム42を実行することによりソフトウエア的に実現される機能手段である。
As shown in FIG. 4, the
外観パターン格納部43には、分析装置10の構成し得る複数の外観がそれぞれ所定の方法でパターン化して記録されている。図5はそのようなパターン化された外観の三種類の例である。これらの外観は、装置の上面や側面を撮影した画像に対して、通常の画像認識の前処理において用いられる輪郭線抽出や二値化技術等の処理を組み合わせて適用することにより作成される。また、図5は全て異なる部品を1つずつ表示しているが、1つの構成品に対して撮影角度の異なる複数の外観を格納してもよい。また、装置の3Dモデルを外観パターン格納部43に保存し、ユーザが撮影する毎にパターン化処理を行ってもよい。
In the appearance
構成情報格納部44には、前記外観の各パターンに対応する前記分析装置10の構成に関する情報である構成情報50が対応付けて記録されている。この構成情報50は、装置に取りつけられた付属品等の構成に関する情報である。これに加えて、該構成における操作に関連した情報を含んでもよい。
In the configuration
以下、実際にユーザが装置説明用プログラム42を実行する場合の動作について説明する。
Hereinafter, an operation when the user actually executes the
ユーザは、携帯端末20において装置説明用プログラム42を実行し、そのうえで画像撮影機能を用いて分析装置10を撮影する。これは動画であっても静止画であっても構わない。
The user executes the
この撮影動作を受けて、外観パターン化部45は、携帯端末20の撮影画像(静止画または動画中のフレーム)から、前記対象装置の外観を抽出し、前記所定の方法でパターン化する。
In response to this photographing operation, the
次に、AR表示部46は、外観パターン化部45がパターン化した外観のデータと外観パターン格納部43に保存されているパターン化された外観データとを比較し、外観が一致または最も類似したパターンを分析装置10の構成として判定する。そして、分析装置10に該当するパターンに対応した構成情報50を、構成情報格納部44から読み出し、撮影画像に重畳して携帯端末画面21に表示する(図4)。
AR表示部46が表示する構成情報50の表示位置は、装置外形とは関係のない場所でも良いし、例えば矢印や、○囲いなどの図形を撮影画像中の分析装置10の所定の箇所に表示しても良い。両者の組み合わせとすることも当然可能である。また、第1実施形態と同様に、装置構成やそれに関連した操作の情報等を、画面の一部又は全部に動画として表示してもよい。
本実施形態においても、第1実施形態と同様に撮影画像が静止画であるときは上記の処理を分析装置10が撮影される毎に行い、動画が撮影画像であるときは、フレーム毎または一定のフレーム間隔毎に上記処理を行うものとしてもよい。
Next, the
The display position of the
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the captured image is a still image, the above processing is performed every time the
上記第1及び第2実施形態において、説明情報30及び構成情報50を携帯端末20の撮影画像に重畳して表示するものとしたが、撮影画像に重畳させずに説明情報30又は構成情報50を単独で表示させてもよい。
In the first and second embodiments, the
なお、上記は分析装置を例にしたが、本発明に係るシステムはそればかりではなく、例えばパソコンや自動車、トラック等、様々な装置にも適用可能である。 In the above, the analysis apparatus is taken as an example. However, the system according to the present invention is not limited thereto, and can be applied to various apparatuses such as a personal computer, an automobile, and a truck.
10…分析装置
12…ARマーカー
20…携帯端末
21…携帯端末画面
22…装置説明用プログラム
23…説明情報格納部
24…マーカー抽出部
25…コード読み取り部
26…AR表示部
30…説明情報
31…説明情報画像
32…説明情報動画
42…装置説明用プログラム
43…外観パターン格納部
44…構成情報格納部
45…外観パターン化部
46…AR表示部
50…構成情報
DESCRIPTION OF
Claims (4)
a) 対象装置の各種操作を説明する情報である説明情報を、各操作毎のコードと対応付けて格納した説明情報格納部と、
b) 携帯端末の撮影画像から、前記対象装置の外面に表示されたARマーカーを抽出するマーカー抽出部と、
c) 抽出されたARマーカーからコードを読み取るコード読み取り部と、
d) コード読み取り部が読み取ったコードに対応する説明情報を前記説明情報格納部から読み出し、撮影画像に重畳して前記携帯端末の画面に表示するAR表示部と
を有することを特徴とする装置説明用プログラム。 A program that operates on a portable terminal having an image capturing function,
a) an explanation information storage unit that stores explanation information, which is information explaining various operations of the target device, in association with a code for each operation;
b) a marker extraction unit that extracts an AR marker displayed on the outer surface of the target device from a captured image of the mobile terminal;
c) a code reading unit for reading a code from the extracted AR marker;
d) An apparatus description including an AR display unit that reads out the description information corresponding to the code read by the code reading unit from the description information storage unit and displays it on the screen of the portable terminal in a superimposed manner on the captured image. Program.
a) 対象装置の構成し得る複数の外観をそれぞれ所定の方法でパターン化して格納した外観パターン格納部と、
b) 前記外観の各パターンに、該パターンに対応する前記対象装置の構成に関する情報である構成情報を対応付けて格納した構成情報格納部と、
c) 携帯端末の撮影画像から、前記対象装置の外観を抽出し、前記所定の方法でパターン化する外観パターン化部と、
d) 前記外観パターン化部がパターン化したパターンに対応する構成情報を前記構成情報格納部から読み出し、撮影画像に重畳して前記携帯端末の画面に表示するAR表示部と
を有することを特徴とする装置説明用プログラム。 A program that operates on a portable terminal having an image capturing function,
a) Appearance pattern storage unit that stores a plurality of appearances that can be configured by the target device by patterning them with a predetermined method;
b) a configuration information storage unit that stores, in association with each pattern of the appearance, configuration information that is information related to the configuration of the target device corresponding to the pattern;
c) An appearance patterning unit that extracts an appearance of the target device from a captured image of the mobile terminal and patterns the target device by the predetermined method;
d) An AR display unit that reads configuration information corresponding to the pattern patterned by the appearance patterning unit from the configuration information storage unit and displays the configuration information on the screen of the mobile terminal superimposed on a captured image. To explain the device.
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