JP5004218B2 - 顔検出機能を備える車椅子 - Google Patents

Description

本発明は、顔検出機能を備える車椅子に係わり、特に、カメラ装置によって顔検出された画像に基づいて、利用者に負担をかけることなく利用者の意思情報を車椅子内外に伝達することのできる顔検出機能を備える車椅子に関する。

近年、バリアフリー環境の整備が進められ、車椅子または電動車椅子の利用者が単独で外出することが容易になった。
引用文献１には、電動車椅子の移動に伴う労力負担を軽減するための手段が記載されている。より詳細には、同文献には、車椅子にCCDカメラを備え、撮像された利用者の顔の画像に基づいて顔の３次元距離画像データを生成し、この３次元距離画像データと記憶されている３次元距離テンプレートとを比較して、元画像から利用者の顔の輪郭形状データを抽出し、この輪郭形状データと記憶されている輪郭画像テンプレートとを比較して、利用者の顔の向き、顔の動きを認識し、顔の動きを基に電動車椅子の走行制御を行うことが記載されている。
特開平１１−４７１９６号公報 赤松茂,"コンピュータによる顔の認識の研究動向"，電子情報通信学会誌, Vol.80, No.3,pp.257-266, 1997

上述のごとく、車椅子または電動車椅子の利用者が単独で外出することが容易になった一方で、利用者の突然の体調不良や障害物への衝突などの事故も多発するようになり、緊急の場合に助けを呼ぶ手段の確保が大きな課題となっている。しかしながら、車椅子の利用者は歩行が困難だけでなく、多種多様の障害を併せ持つ場合が多く、特に手による操作が困難で、音声操作やチン・コントロール（顎による操作）などを行っている電動車椅子の場合、緊急時にボタン操作によって発報を行うことが困難であり、そのための何等かの発報手段を用意する必要がある。また、これらの場合に限らず、緊急の発報を行うための手段が複数種類用意されていることが望ましい。特に、手による操作を伴わずに発報するための手段の開発が求められている。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、車椅子や電動車椅子（以下、車椅子という）に設置されたカメラ装置によって撮像された画像に基づいて顔検出処理を行い、顔検出が一定時間以上にわたって行われた場合、例えば、緊急事態であることを外部に通知する等の、予め用意された発報を行う、顔検出機能を備えた車椅子を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、下記の手段を採用した。
第１の手段は、車椅子と、該車椅子に設置され、該車椅子に乗車している利用者の顔を上下、左右に移動した際にカメラ装置に対面することのできる任意の空間位置に配置された前記カメラ装置と、該カメラ装置に対面する利用者の顔画像が該カメラ装置によって撮像され、該顔画像が一定時間以上継続して検出された際に、顔検出信号を出力する顔検出処理手段と、該顔検出処理手段から出力された顔検出信号によって発報を行う発報手段とからなることを特徴とする顔検出機能を備える車椅子である。
第２の手段は、第１の手段において、前記カメラ装置が、前記車椅子に設置され、前記車椅子に乗車している利用者の頭上に配置されていることを特徴とする顔検出機能を備える車椅子である。
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記発報手段が、前記顔検出信号を受信したとき緊急事態の発生を発報するものであることを特徴とする顔検出機能を備える車椅子である。

従来、車椅子の利用者は、緊急事態を発報する際、ボタン操作したり、携帯電話を操作したり、音声認識手段などの発報手段によって行っていたが、これらの発報手段では、利用者の障害の状態によってはその操作が困難な場合があつた。それに対して、本発明によれば、利用者は顔を上下、又は左右に移動し、カメラ装置に顔を対面することが可能でありさえすれば、緊急通知を容易に発報することができるものであり、幅広い各種の障害を有する利用者に対して適用可能である。また、本発明によれば、複雑な操作を必要としないので、利用者が他の発報手段も利用可能な場合であっても、本発明と並列的に使用することにより、緊急時の安全性を高めることができる。

本発明の一実施形態を図１ないし図４を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る顔検出機能を備えた車椅子を示す図である。
同図において、１は車椅子、２は車椅子１に設置された顔検出機能を有するカメラ装置、３は車椅子１を利用する利用者である。
同図に示すように、カメラ装置２は利用者３の頭上に設置されるため、車椅子１の通常の走行状態では、カメラ装置２からは利用者３の頭頂部付近が観測され、顔検出処理は行われない。しかし、例えば、緊急時、利用者３が頭上にあるカメラ装置２に自らの顔を対面させることにより、カメラ装置２は利用者３の顔を認識することが可能となり、不図示の顔検出処理手段において、カメラ装置２によって撮像された顔画像に基づいて顔検出処理が開始される。この顔検出処理が一定時間以上継続した場合、緊急事態が発生したものとみなし、車椅子１に設置された不図示のブザーを鳴動させたり、不図示の携帯電話での自動通知を行うなどの発報手段により、緊急の通知処理が行われる。

なお、図１においては、カメラ装置２は利用者３の頭上に位置するように車椅子１に設置したが、カメラ装置２の位置は利用者３の頭上に限定されず、車椅子１に乗車している利用者３の顔を上下、左右に移動した際にカメラ装置２に対面することのできる任意の空間位置にカメラ装置２を配置するようにしてもよい。また、カメラ装置２は、通常のカメラ、広角カメラ、全方向カメラなどの利用が可能であり、視野角が限定的なカメラ装置２の場合は、利用者３の顔ないし頭部が観測可能なようにカメラ角度を調整するとよい。また、カメラ装置２によって撮像された画像データは非特許文献１に示されるような公知の任意の顔検出処理手段を用いて処理してよい。また、顔検出処理手段において検出された顔画像が一定時間以上継続して検出された場合は、顔検出処理手段から出力される顔検出信号を不図示のブザーや携帯電話などの発報手段に出力し、緊急事態などを通知する。

以下に、図２ないし図４を用いて実際に試作した顔検出機能を備えた車椅子の実験例について説明する。
図２ないし図４は、図１と同様に車椅子１にカメラ装置２が設置され、カメラ装置２の位置が利用者３の頭上に配置されている場合の実験例である。これらの図において、図中右側が外部のカメラによって実験の様子を撮像した画像であり、図中左側が車椅子１に実際に設置したカメラ装置２によって撮像された利用者３の画像である。

図２は、通常の走行状態の場合の画像であり、利用者３の顔は地面に対してほぼ平行かやや下を向くため、図中左側の画像に示すように、車椅子１に設置されたカメラ装置２からは利用者３の頭部４が観測され、顔検出処理手段からは利用者３の顔検出信号は出力されず、発報手段からは緊急事態などは通知されない。
図３は、緊急事態が発生した場合の画像であり、利用者３がカメラ装置２の方向に顔を向ける動作を行うことにより、カメラ装置２により利用者の顔５が観測可能となり、不図示の顔検出処理手段により顔検出処理を開始する。
図４は、図３の顔検出処理の開始後も、利用者３がカメラ装置２の方向に顔を向ける動作を持続させ、顔検出処理手段において顔画像が一定時間以上継続して検出された場合、顔検出処理手段は顔検出信号を不図示の発報手段に送信し、発報手段によって緊急処理の通知が行われる。

一実施形態の発明に係る顔検出機能を備えた車椅子を示す図である。 車椅子１にカメラ装置２が設置され、カメラ装置２の位置が利用者３の頭上に配置されている場合であって、通常の走行状態の実験例を示す図である。 車椅子１にカメラ装置２が設置され、カメラ装置２の位置が利用者３の頭上に配置されている場合であって、緊急事態が発生し、顔をカメラ装置に対面させた場合の実験例を示す図である。 車椅子１にカメラ装置２が設置され、カメラ装置２の位置が利用者３の頭上に配置されている場合であって、緊急事態が発生し、顔をカメラ装置に一定時間対面させている場合の実験例を示す図である。

符号の説明

１ 車椅子
２ カメラ装置
３ 利用者
４ 頭部
５ 顔

Claims (3)

1. 車椅子と、該車椅子に設置され、該車椅子に乗車している利用者の顔を上下、左右に移動した際にカメラ装置に対面することのできる任意の空間位置に配置された前記カメラ装置と、該カメラ装置に対面する利用者の顔画像が該カメラ装置によって撮像され、該顔画像が一定時間以上継続して検出された際に、顔検出信号を出力する顔検出処理手段と、該顔検出処理手段から出力された顔検出信号によって発報を行う発報手段とからなることを特徴とする顔検出機能を備える車椅子。
2. 前記カメラ装置が、前記車椅子に設置され、前記車椅子に乗車している利用者の頭上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の顔検出機能を備える車椅子。
3. 前記発報手段が、前記顔検出信号を受信したとき緊急事態の発生を発報するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の顔検出機能を備える車椅子。