JP5240772B2 - 起立及び移動動作支援装置、起立及び移動動作支援プログラム、並びに起立及び移動動作支援方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る起立及び移動動作支援装置は、筐体と、前記筐体に対するユーザの上半身及び下半身の位置及び向きを検出する相対位置検出部と、前記位置及び向きから、前記筐体に対するユーザの姿勢を解析する姿勢評価部と、前記筐体に配されて把持される被把持部と、前記被把持部の把持力を検出する把持検出部と、前記被把持部の把持状態を前記把持力から解析する把持状態算出部と、前記姿勢及び前記把持状態に基づき、ユーザの状況を判別する状況判別部と、前記状況に合わせて前記筐体の水平移動方向及び水平移動速度を算出する移動制御部と、前記水平移動方向及び水平移動速度に基づき前記筐体を移動させる移動部と、を備えていることを特徴とする。
本実施形態に係る電動車椅子(起立及び移動動作支援装置)1は、図1に示すように、ユーザが着座可能な椅子(着座部)2を有する筐体3と、ユーザの画像を取得するカメラ(撮像部材)5と、筐体3に対するユーザの上半身及び下半身の位置及び向きを検出する相対位置検出部6と、ユーザが椅子2に着席した状態におけるユーザの上半身の位置及び向きを検出する着座姿勢検出部7と、筐体3に配されたグリップ(被把持部)8と、グリップ8の把持力を検出する把持検出部10と、筐体3を水平移動させる移動部11と、筐体内に配された制御部12と、を備えている。
相対位置検出部6は、予め設定された測距領域内でレーザ光を走査してユーザから反射されたレーザ光を検出するレーザレンジファインダ(LRF)で構成され、ユーザの上半身からの反射光を検出する第一LRF6Aと、ユーザの下半身からの反射光を検出する第二LRF6Bと、を備えている。着座姿勢検出部7もレーザレンジファインダであって、椅子2に配されている。なお、相対位置検出部及び着座姿勢検出部は、レーザレンジファインダに限らず、ステレオカメラ等、姿勢の奥行きを撮影して座標を獲得することによって位置及び距離を検出できるものであればよい。
把持検出部10は、図2に示すように、グリップ8の左側及び右側のそれぞれ先端側に配された複数の圧力センサ10aからなり、グリップ8の左側及び右側のそれぞれに加えられた力の分布を検出する。
目標推定部13Bは、ジェスチャ検出部13Aで検出されたジェスチャから、頭の位置と指先とのなす角度を求め、ユーザが地面を指している地点を算出する。
この起立及び移動動作支援方法は、図3に示すように、データ取得ステップ(S10)と、データ解析ステップ(S20)と、移動量保存ステップ(S30)と、評価ステップ(S40)と、移動指示ステップ(S50)〜(S53)と、移動ステップ(S60)〜(S63)と、を備えている。
例えば、上記実施形態では、起立及び移動動作支援装置として電動車椅子としているが、これに限らず、着座部のない歩行補助車のような他の形態でも構わない。
2 椅子(着座部)
3 筐体
5 カメラ(撮像部材)
6 相対位置検出部
7 着座姿勢検出部
8 グリップ(被把持部)
10 把持検出部
11 移動部
13 ジェスチャ認識部
15 姿勢評価部
16 把持状態算出部
17 状況判別部
18 移動制御部
Claims (7)
- 筐体と、
前記筐体の後方に設けられ、ユーザが着座可能な着座部の上方に設けられた第一検出部と、着座部の下方に設けられた第二検出部とからなり、着座に対するユーザの上半身及び下半身の位置及び向きを検出する相対位置検出部と、
前記着座部の背中側から上方に延び、かつ左右に分かれて配され、ユーザに把持される左右一対の被把持部と、
前記被把持部のそれぞれの先端側に配された複数の圧力センサからなり、前記被把持部の把持力を検出する把持検出部と、
水平移動方向及び水平移動速度に基づき前記筐体を移動させる移動部と、を備えると共に、
上記相対位置検出部からの情報及び上記把持検出部からの情報を入力してユーザの状況を判断し、前記移動部を制御する制御部を具備し、
前記制御部は、
前記相対位置検出部より得られる前記位置及び向きに関する情報から、前記筐体に対するユーザの姿勢を解析する姿勢評価手段と、
前記把持検出部からの情報より把持状態を解析する把持状態算出手段と、
前記姿勢評価手段により解析された前記姿勢及び把持状態算出手段により解析された前記把持状態に基づき、ユーザの状況を判別する状況判別手段と、
前記状況判別手段により判別された前記状況に合わせて前記筐体の水平移動方向及び水平移動速度を算出する移動制御手段と、
を備えていることを特徴とする起立及び移動動作支援装置。 - 更に、ユーザの画像を取得する撮像部材と、
前記画像から前記筐体に対するユーザの顔の向き、指差し方向を算出してユーザの意図を認識するジェスチャ認識部と、
を備え、
前記移動制御手段が、ユーザの前記意図に基づき前記筐体の水平移動方向及び水平移動速度を算出することを特徴とする請求項1に記載の起立及び移動動作支援装置。 - 前記筐体が、さらに着座部と、
ユーザが前記着座部に着席した状態におけるユーザの上半身の位置及び向きを検出する着座姿勢検出部とを備え、
前記移動制御手段が、前記位置及び向きに基づき前記筐体の水平移動方向を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の起立及び移動動作支援装置。 - コンピュータを、
筐体に対するユーザの上半身及び下半身の位置及び向きに関する情報から、前記筐体に対するユーザの姿勢を解析する姿勢評価手段と、
ユーザの把持力に関する情報から把持状態を解析する把持状態算出手段と、
前記姿勢評価手段により解析された前記姿勢及び把持状態算出手段により解析された前記把持状態に基づき、ユーザの状況を判別する状況判別手段と、
前記状況判別手段により判別された前記状況に合わせて前記筐体の水平移動方向及び水平移動速度を算出する移動制御手段と
の各手段を行い、請求項1に記載の起立及び移動動作支援装置における制御部として機能させることを特徴とする起立及び移動動作支援プログラム。 - 請求項1に記載の起立及び移動動作支援装置を用いた起立及び移動動作支援方法であって、
前記筐体に対するユーザの位置及び向きに関する情報、並びに前記筐体に配された被把持部の把持力に関するデータを取得するデータ取得ステップと、
前記データからユーザの姿勢及び前記被把持部の把持状態を解析するデータ解析ステップと、
解析された前記姿勢及び前記把持状態に基づき、ユーザの状況を判別する評価ステップと、
前記状況に合わせて前記筐体の水平移動方向及び水平移動速度を算出する移動指示ステップと、
前記水平移動方向及び前記水平移動速度にて筐体を移動させる移動ステップと、
を備えていることを特徴とする起立及び移動動作支援方法。 - 前記評価ステップが、
前記筐体に配された着座部への着座の有無を判別する着座判別ステップと、
前記筐体から所定範囲内におけるユーザの有無を判別するユーザ有無判別ステップと、
前記筐体に対するユーザの上半身及び下半身の位置及び向きを検出し、前記筐体に対するユーザの姿勢を評価する姿勢評価ステップと、
を備えていることを特徴とする請求項5に記載の起立及び移動動作支援方法。 - ユーザの画像を取得する撮像ステップと、
前記画像から前記筐体に対するユーザの顔の向き、指差し方向を算出してユーザの意図を認識するジェスチャ認識ステップと、
を備え、
前記移動指示ステップが、前記意図に基づき前記筐体の水平移動方向及び水平移動速度を算出することを特徴とする請求項5又は6に記載の起立及び移動動作支援方法。
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