JP7283234B2 - 姿勢特定装置、姿勢特定システム、および姿勢特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、姿勢特定装置、姿勢特定システム、および姿勢特定方法に関する。

従来、椅子等に着席した人の姿勢を特定する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、椅子に着席したユーザの姿勢を反映させたモデルを生成して、椅子の諸機構を調整することでユーザの姿勢を矯正するシステムが開示されている。

特開２０１６－００２４５６号公報

しかしながら、従来技術では、ユーザ個々人の体格差は考慮せずに姿勢を特定してモデルを生成している。そのため、ユーザの体格によっては、姿勢特定の精度が低下する虞がある。

本発明の一態様は、前記の問題点に鑑みたものであり、支持器具により身体が支持されているユーザの姿勢を、精度良く特定することが可能な姿勢特定装置等を実現することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る姿勢特定装置は、ユーザの身体的特徴を示す身体データから、前記ユーザの体格に応じた人体の３次元モデルを作成するモデル作成部と、第１測定装置から、支持器具により身体が支持されている前記ユーザの身体における特定部位の位置を示す第１情報を取得する第１情報取得部と、前記支持器具に搭載された第２測定装置から、前記支持器具の形状を示す第２情報を取得する第２情報取得部と、前記第１情報が示す前記特定部位の位置と、前記第２情報が示す前記支持器具の形状とに応じて前記３次元モデルの姿勢を補正するモデル補正部と、前記モデル補正部が補正した前記３次元モデルの姿勢から、前記ユーザの姿勢を特定する姿勢特定部と、を備えることを特徴とする。

前記の構成によれば、姿勢特定装置は、ユーザの体格に応じた３次元モデルを、支持器具により身体が支持されている実際のユーザの姿勢から特定される特定部位の位置と、支持器具の形状と、に応じて補正する。そして、姿勢特定装置は、補正後の３次元モデルの姿勢から、ユーザの姿勢を特定する。これにより、ユーザ個々人の体格差を考慮して、ユーザの姿勢を特定することができる。したがって、支持器具により身体が支持されているユーザの姿勢を、精度良く特定することができる。

前記姿勢特定装置の前記第１情報取得部は、前記第１測定装置から、複数の前記特定部位の位置を示す第１情報を取得してもよく、前記モデル補正部は、複数の前記特定部位それぞれの位置関係、および、前記支持器具の形状に応じて前記３次元モデルの姿勢を補正してもよい。

前記の構成によれば、姿勢特定装置は、複数の特定部位それぞれの位置関係を考慮して３次元モデルを補正し、補正後の３次元モデルに基づいてユーザの姿勢を特定する。したがって、ユーザの姿勢をより精度良く特定することができる。

前記姿勢特定装置の前記第２情報取得部は、前記第２測定装置から前記支持器具の位置に関する情報を含む第２情報を取得してもよく、前記モデル補正部は、前記特定部位と前記支持器具との位置関係に応じて前記３次元モデルの姿勢を補正してもよい。

前記の構成によれば、ユーザの特定部位と、支持器具との位置関係を考慮して３次元モデルを補正し、補正後の３次元モデルに基づいてユーザの姿勢を特定する。したがって、ユーザの姿勢をより精度良く特定することができる。

前記姿勢特定装置の前記モデル補正部は、前記第１情報が示す前記特定部位の位置、および、前記第２情報に基づき特定される前記支持器具の位置を座標値に変換し、前記座標値に基づき特定される前記特定部位と前記支持器具との位置関係に応じて、前記３次元モデルの姿勢を補正してもよい。

前記の構成によれば、特定部位の位置と、支持器具の位置とを座標値というパラメータに変換して、それぞれの位置関係を特定することができる。したがって、特定部位と支持器具との位置関係をより精密に特定することができる。

前記姿勢特定装置は、前記身体データから前記ユーザの体格を特定する体格特定部と、前記姿勢特定部が特定した前記ユーザの姿勢と、前記体格特定部が特定した前記ユーザの体格とに応じて、前記ユーザの適切な姿勢である適切姿勢を特定する適切姿勢特定部と、を備えていてもよい。

前記の構成によれば、ユーザの体格と、ユーザの現在の姿勢とを考慮して、該ユーザの適切姿勢を特定することができる。

前記支持器具は、所定空間内に配置された支持器具であってもよく、前記姿勢特定装置は、前記ユーザの状態または前記ユーザの前記所定空間内での活動目的を示す情報である第３情報を取得する第３情報取得部を備えていてもよい。そして、前記姿勢特定装置の前記適切姿勢特定部は、前記第３情報に応じて前記適切姿勢を特定してもよい。

前記の構成によれば、ユーザの状態または活動目的に応じて適切姿勢を特定することができる。したがって、ユーザがより適切と感じると推定できる姿勢を、適切姿勢として特定することができる。

前記支持器具は移動体の座席シートであってもよく、前記姿勢特定装置の前記第３情報取得部は、前記ユーザの状態または活動目的が運転、作業、休息、睡眠のいずれであるかを示す情報を前記第３情報として取得してもよい。

前記の構成によれば、移動体の座席シートに着席したユーザが行うと推定される動作それぞれの区分に応じた適切姿勢を特定することができる。したがって、ユーザがより適切と感じると推定できる姿勢を、適切姿勢として特定することができる。

前記支持器具は、形状変化が可能な支持器具であってもよく、前記姿勢特定装置は、前記ユーザの姿勢が前記適切姿勢になるように、前記支持器具の形状を変化させる支持器具制御部を備えていてもよい。

前記の構成によれば、支持器具自体の形状を変化させることで、ユーザの姿勢を適切姿勢にすることができる。

前記姿勢特定装置の前記適切姿勢特定部は、記憶部に記憶された、人間の体格の類型を示す情報と、前記支持器具により身体が支持されている場合の姿勢の類型を示す情報との組合せに対して、前記適切姿勢を示す情報が対応付けられたデータである適切姿勢データを参照することで、前記適切姿勢を特定してもよい。

前記の構成によれば、適切姿勢データを用いて、ユーザの体格と、現在の姿勢とを考慮して適切姿勢を特定することができる。したがって、適切姿勢の特定を迅速に行うことができる。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る姿勢特定システムは、前記姿勢特定装置と、前記支持器具と、前記第１測定装置と、を含むことを特徴とする。前記の構成によれば、前記姿勢特定装置と同様の効果を奏する。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る姿勢特定方法は、ユーザの身体的特徴を示す身体データから、前記ユーザの体格に応じた人体の３次元モデルを作成するモデル作成ステップと、第１測定装置から、支持器具により身体が支持されている前記ユーザの身体における特定部位の位置を示す第１情報を取得する第１情報取得ステップと、前記支持器具に搭載された第２測定装置から、前記支持器具の形状を示す第２情報を取得する第２情報取得ステップと、前記第１情報が示す前記特定部位の位置と、前記第２情報が示す前記支持器具の形状とに応じて前記３次元モデルの姿勢を補正するモデル補正ステップと、前記モデル補正ステップにおいて補正した前記３次元モデルの姿勢から、前記ユーザの姿勢を特定する姿勢特定ステップと、を含むことを特徴とする。前記の処理によれば、前記姿勢特定装置と同様の効果を奏する。

本発明の一態様によれば、支持器具により身体が支持されているユーザの姿勢を、精度良く特定することができる。

本発明の実施形態１に係る姿勢特定システムの要部構成の一例を示すブロック図である。 ３次元モデルの補正に係る一連の処理の一例を模式的に示した図である。 前記姿勢特定システムに含まれる姿勢特定装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る姿勢特定システムの要部構成の一例を示すブロック図である。 適切姿勢データベースのデータ構造の一例を示す図である。 適切姿勢からの座席シートの制御値の特定と、制御後の座席シートとの一例を模式的に示した図である。 前記姿勢特定システムに含まれる姿勢特定装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る姿勢特定システムの要部構成の一例を示すブロック図である。 前記姿勢特定システムに含まれる姿勢特定装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

本発明の各実施形態に係る姿勢特定システムは、支持器具により身体が支持されているユーザの姿勢を特定するためのシステムである。ここで、「支持器具」とは、例えば、座席シート、椅子、車椅子、およびベッド等、ユーザが体を預ける姿勢をとることが可能な装置、器具、または家具等を示す。以下では支持器具として、背もたれ（シートバック）を備えた座席シートを例に挙げて説明するが、本発明の適用範囲は座席シートには限定されない。

〔実施形態１〕
≪要部構成≫
図１は、本実施形態に係る姿勢特定システム１００の要部構成の一例を示すブロック図である。図１の例では、姿勢特定システム１００は、姿勢特定装置１と、入力装置２と、カメラ（第１測定装置）３と、座席シート（支持器具）４と、を含んでいる。

（入力装置２）
入力装置２は、ユーザの入力操作を受け付けるユーザインタフェース（ＵＩ）である。入力装置２は、例えばタッチパネルまたは物理ボタン等で実現される。入力装置２はユーザの入力操作を受け付けると、該入力操作の内容を姿勢特定装置１に伝える。例えば、入力装置２は、身体データを選択または入力するための入力操作を受け付ける。

（カメラ３）
カメラ３は、座席シート４に座っているユーザを撮影する装置である。カメラ３は、ユーザの身体の１つ以上の特定部位が撮影画像に収まるような向きおよび角度で、ユーザを撮影する。カメラ３は撮影画像を姿勢特定装置１へ送信する。換言すると、カメラ３の撮影画像は、ユーザの身体の特定部位の位置を示す情報であると言える。以降、ユーザの身体の特定部位の位置を示す情報のことを、「部位位置情報（第１情報）」とも称する。

カメラ３の種類および数は特に限定されない。また、後のモデル補正部１２２における補正に使用可能な部位位置情報が得られるならば、姿勢特定システム１００はカメラ３以外の測定装置を用いて部位位置情報を得てもよい。例えば、姿勢特定システム１００は、カメラ３の代わりに、または、カメラ３とともに、ユーザの身体の特定部位の位置を測定するための赤外線センサ等を備えていてもよい。

（座席シート４）
座席シート４は、ユーザの身体を支持する支持器具である。座席シート４は、少なくともユーザの身体の一部を支持可能な形状および大きさであればよい。本実施形態では、座席シート４は、ユーザの頭または肩から臀部を支える背もたれ（シートバック）および座面を備えていることとする。座席シート４は、形状センサ（第２測定装置）４１を搭載している。

形状センサ４１は、座席シート４の形状を測定するためのセンサまたはセンサ群である。形状センサ４１の種類および数は特に限定されない。例えば、形状センサ４１は、１つ以上のジャイロセンサ、圧力センサ、および位置センサ、ならびにこれらの組合せで実現できる。ユーザが座席シート４に座ることで、座面およびシートバックの形状は変化する。形状センサ４１は、この変化後の座席シート４の形状に関する値を測定する。なお、形状センサ４１は、座席シート４の位置に関する値を測定または算出してもよい。

形状センサ４１は、測定結果または算出結果を、座席シート４の形状を示す情報として姿勢特定装置１に送信する。以降、座席シート４の形状を示す情報のことを「形状情報（第２情報）」とも称する。なお、形状センサ４１が座席シート４の位置に関する値を測定または算出する場合、形状センサ４１は、形状情報に座席シート４の位置に関する情報を含めて姿勢特定装置１に送信してもよい。

形状センサ４１としてジャイロセンサを採用する場合、例えば、座席シート４のシートバックおよび座面に所定の間隔でジャイロセンサを取付けておくことで、ジャイロセンサの取付け箇所における角速度を測定することができる。そして、ジャイロセンサは、角速度を所定期間継続的に測定することで、取付け箇所における移動の角度および移動量を算出することができる。

ジャイロセンサは、算出した移動の角度および移動量を、形状情報として姿勢特定装置１に送信する。該移動の角度および移動量は、ジャイロセンサの取付け箇所における座席シート４のたわみ具合、すなわち、取付け箇所における座席シート４の形状を示す形状情報である。また、前述の移動量は、座席シート４の位置に関する情報でもある。

形状センサ４１として圧力センサを採用する場合、例えば、座席シート４のシートバックおよび座面に所定の間隔で圧力センサを取付けておくことで、圧力センサの取付け箇所にかかる圧力を測定することができる。各圧力センサは、測定結果を形状情報として姿勢特定装置１に送信する。

また、形状センサ４１として位置センサを採用する場合、例えば、座席シート４のシートバックおよび座面に所定の間隔で位置センサを取付けておくことで、位置センサの取付け箇所の移動の向きおよび移動量を測定または算出することができる。各位置センサは、測定または算出した移動の向きおよび移動量を、姿勢特定装置１に形状情報として送信する。

なお、座席シート４は、姿勢特定装置１と通信する通信部を備えていてもよい。そして、座席シート４は、形状センサ４１で形状情報を測定する代わりに、または、形状センサ４１で形状情報を測定するとともに、座席シート４の制御機構から座席シート４の制御に係る各種パラメータを取得し、該パラメータを形状情報として、姿勢特定装置１に送信してもよい。パラメータとは、例えば、座席シート４に備えられたモータまたはシリンダーの制御値、空気袋の圧力値等である。

（姿勢特定装置１）
姿勢特定装置１は、座席シート４に座っているユーザの姿勢を特定する装置である。姿勢特定装置１は、身体データ取得部１１と、モデル設計部１２と、部位位置情報取得部（第１情報取得部）１３と、形状情報取得部（第２情報取得部）１４と、姿勢特定部１５と、を含む。

身体データ取得部１１は、身体データを取得する。例えば、身体データ取得部１１は、入力装置２を介してユーザにより入力された身体データを取得する。身体データとは、ユーザの身体的特徴を示すデータである。一例として、身体データには、ユーザの体格に関するデータが含まれていてもよい。

なお、身体データ取得部１１は、スマートフォン等、姿勢特定装置１と通信可能な外部装置に入力された、または、該外部装置に予め記憶されていた身体データを、該外部装置から受信してもよい。身体データ取得部１１は取得した身体データをモデル設計部１２に出力する。

部位位置情報取得部１３は、部位位置情報を取得する。例えば、部位位置情報取得部１３は、カメラ３の撮影画像を部位位置情報として取得する。部位位置情報取得部１３は、取得した部位位置情報をモデル設計部１２に出力する。

形状情報取得部１４は、形状情報を取得する。例えば、形状情報取得部１４は、形状センサ４１の測定情報を形状情報として取得する。形状情報取得部１４は、取得した形状情報をモデル設計部１２に出力する。

モデル設計部１２は、ユーザの体格を模したデジタルヒューマンモデルを作成し、該モデルを用いて、該ユーザの姿勢をシミュレートする。モデル設計部１２は、モデル作成部１２１と、モデル補正部１２２とを含む。

モデル作成部１２１は、身体データ取得部１１から入力された身体データから、デジタルヒューマンモデルとして、ユーザの体格に応じた人体の３次元モデルを作成する。以降、ユーザの体格に応じた人体の３次元モデルのことを、単に「３次元モデル」とも称する。また、モデル作成部１２１は、ユーザが座っている座席シート４の大きさおよび形状を模した、座席シート４のモデルをあわせて作成してもよい。

なお、モデル作成部１２１における３次元モデルの作成方法は、特に限定されない。例えば、身体データとして取得する情報の種類に応じて、３次元モデルの作成方法が予め定められていてもよい。また、身体データとして取得した情報の種類に応じて、モデル作成部１２１がモデルの作成方法を適宜変更してもよい。

モデル補正部１２２は、部位位置情報が示すユーザの身体の特定部位の位置と、形状情報が示す、座席シート４の形状とに応じて、３次元モデルの姿勢を座席シート４に座っているユーザの姿勢をシミュレートするように補正する。

モデル補正部１２２は、部位位置情報取得部１３から入力された部位位置情報と、形状情報取得部１４から入力された形状情報とを、３次元モデルの補正に使用可能なデータに加工してよい。例えば、モデル補正部１２２は、部位位置情報がカメラ３の撮影画像である場合、該撮影画像を解析することで、該撮影画像に映っているユーザの特定部位の位置を検出してよい。

また、複数のジャイロセンサから形状情報を得た場合、モデル補正部１２２は、各ジャイロセンサからの形状情報に基づいて、座席シート４の各部位のたわみ具合、すなわち各部位の形状を特定してよい。

また、複数の圧力センサから形状情報を得た場合、モデル補正部１２２は、各圧力センサからの形状情報に基づいて、座席シート４全体の圧力分布を特定してよい。そして、該圧力分布から、座席シート４の各部位の形状を特定してよい。

また、複数の位置センサから形状情報を得た場合、モデル補正部１２２は、各位置センサからの形状情報に基づいて、座席シート４の各部位の移動量を特定することができるため、座席シート４の形状を特定することができる。

モデル補正部１２２における３次元モデルの補正方法は、部位位置情報が示す特定部位の種類および数に応じて定められてもよい。また、該補正方法は、形状情報に含まれる情報の種類に応じて定められてもよい。

例えば、部位位置情報が、複数の特定部位の位置を示す情報である場合、モデル補正部１２２は、複数の特定部位それぞれの位置関係、および、座席シート４の形状に応じて、３次元モデルの姿勢を補正してもよい。より具体的には、例えばカメラ３が、ユーザの耳、肩、臀部、および膝が写るよう画像を撮影した場合、モデル補正部１２２は、該画像からユーザの耳、肩、臀部、および膝の位置を特定して、それぞれの部位の位置関係と、形状情報が示す座席シート４の形状とに応じて、３次元モデルの姿勢を補正してもよい。

これにより、モデル補正部１２２は、複数の特定部位それぞれの位置関係を考慮して３次元モデルを補正することができるため、精度良く３次元モデルを補正することができる。したがって、後述する姿勢特定部１５において、ユーザの姿勢をより精度良く特定することができる。

また例えば、形状情報に座席シート４の位置に関する情報が含まれている場合、モデル補正部１２２は、特定部位と座席シート４との位置関係に応じて、３次元モデルの姿勢を補正してもよい。より具体的には、例えばユーザの肩の位置と、座席シート４において、通常肩に当たると考えられる箇所との位置関係に応じて、３次元モデルの姿勢を補正してもよい。

これにより、モデル補正部１２２はユーザの特定部位と、座席シート４との位置関係を考慮して３次元モデルを補正することができるため、精度良く３次元モデルを補正することができる。したがって、後述する姿勢特定部１５において、ユーザの姿勢をより精度良く特定することができる。

モデル補正部１２２による３次元モデルの姿勢の補正処理については、後でさらに詳述する。モデル設計部１２は、補正後の３次元モデルの姿勢を示すデータを、姿勢特定部１５に出力する。

姿勢特定部１５は、補正後の３次元モデルの姿勢から、ユーザの姿勢を特定する。例えば、姿勢特定部１５は、補正後の３次元モデルの姿勢から、猫背、標準姿勢、反り腰等、ユーザの姿勢の類型を特定してもよい。

なお、姿勢特定装置１は前述の各ブロックの他に、外部装置と通信するための通信部を備えていてもよい。また、姿勢特定装置１は、記憶部を備えていてもよい。記憶部には、モデル設計部１２における３次元モデルの作成に使用するデータ、３次元モデルの補正に係る計算式、ならびに、ユーザの身体データの少なくともいずれかが記憶されていてよい。

なお、ユーザの身体データが予め記憶部に記憶されている場合、身体データ取得部１１は入力装置２から身体データを取得するのではなく、記憶部から身体データを読み出して取得してもよい。この場合、姿勢特定システム１００において、入力装置２は必須構成ではない。

≪３次元モデルの補正方法≫
モデル補正部１２２における３次元モデルの補正方法の一例を、図２を用いて説明する。図２は、３次元モデルの補正に係る一連の処理の一例を模式的に示した図である。なお、以降の説明では、部位位置情報は、特定部位として、ユーザの耳、肩、臀部、および膝の４箇所の位置を示す情報を含むこととする。また、形状情報は、座席シート４の形状および位置に関する情報を含むこととする。

図２の（ａ）は、座席シート４に座っているユーザＵ１を示す図である。カメラ３は例えば、図示のようにユーザＵ１の横から、特定部位が撮影画像に収まるようにユーザを撮影する。部位位置情報取得部１３は該撮影画像を取得して、モデル設計部１２に送る。また、ユーザＵ１が座席シート４に座ると、ユーザＵ１の体格および姿勢に応じて、座席シート４のシートバックおよび座面の形状が変化する。形状情報取得部１４は、この変化後のシートバックおよび座面の形状を検知し、形状情報としてモデル設計部１２に送る。

図２の（ｂ）は、ユーザの身体の特定部位の位置と、座席シート４の形状とを２次元空間に示した場合の模式図である。なお、図示の例では、座面に対し垂直な方向に対するシートバックの形状を示している。また、図２の（ｂ）～（ｄ）に示す２次元空間は一例であり、モデル補正部１２２は、ユーザの身体の特定部位の位置と、座席シート４の形状とを３次元空間で示してもよい。

モデル補正部１２２は、形状情報に座席シート４の位置に関する情報が含まれている場合、該位置に関する情報に基づいて、座席シート４の座標位置（図示の例では、シートバックの位置）を特定する。そして、該位置と、ユーザの身体の特定部位の座標位置とを統合し、図示のように１空間にこれらを配置する。

このように、モデル補正部１２２は、部位位置情報が示す特定部位の位置と、形状情報に基づき特定される座席シート４の位置と、を座標値に変換してよい。そして、モデル補正部１２２は、該座標値に基づき特定される特定部位と座席シート４との位置関係に応じて、３次元モデルの姿勢を補正してよい。

これにより、特定部位の位置と、座席シート４の位置とを座標値というパラメータに変換して、それぞれの位置関係を特定することができる。したがって、特定部位と座席シート４との位置関係をより精密に特定することができる。

例えば、モデル補正部１２２は、図２の（ｃ）および（ｄ）に示す手順で３次元モデルＭ１を補正する。図２の（ｃ）は、図２の（ｂ）に示したユーザの耳、肩、臀部、および膝の位置に、３次元モデルＭ１の耳、肩、臀部、および膝の位置を合わせて配置した場合の３次元モデルを示す図である。図示の例では、３次元モデルＭ１は、不自然に背中が沿った姿勢である。このように、単にユーザの特定部位と、３次元モデルの同様の特定部位とを位置合わせしただけでは、３次元モデルで座席シート４に座った姿勢、すなわちユーザが実際にとっている姿勢を再現できていない可能性が生じる。

そのため、モデル補正部１２２は、図２の（ｃ）の状態の３次元モデルＭ１を、さらに、形状情報に基づき特定される座席シート４の形状に沿うように補正する。例えば、モデル補正部１２２は、図２の（ｄ）に示すように３次元モデルを補正する。

図２の（ｄ）は、図２の（ｃ）に示した３次元モデルＭ１を、シートバック形状に応じて補正した場合の３次元モデルＭ２を示す図である。モデル補正部１２２は、シートバックの形状に応じて、３次元モデルの各部位の位置および角度を調整する。例えば、モデル補正部１２２は、図２の（ｃ）で位置合わせした各特定部位の位置は固定しておき、３次元モデルのその他の特徴点（ＦＰ）の位置を、３次元モデルの背中の部位がシートバックと接触するように調整してもよい。これにより、３次元モデルＭ１を、ユーザの特定部位の実際の位置に合致し、かつ、座席シート４の形状に沿った、すなわち、座席シート４に座った自然な姿勢の３次元モデルＭ２に補正することができる。

≪処理の流れ≫
図３は、姿勢特定装置１における処理の流れを示すフローチャートである。なお、図示の例では、入力装置２を介して身体データが入力された場合に、一連の処理が開始されることとするが、姿勢特定装置１における処理開始のタイミングはこれに限定されない。

身体データ取得部１１は、入力装置２を介して入力された身体データを取得する（Ｓ１０）。身体データ取得部１１は身体データをモデル設計部１２に出力する。モデル設計部１２のモデル作成部１２１は、入力された身体データに基づいて、ユーザの体格に応じた人体の３次元モデルを作成する（Ｓ１２）。

また、Ｓ１０～Ｓ１２の処理の前後、またはＳ１０～Ｓ１２の処理と並行して、部位位置情報取得部１３は、カメラ３から部位位置情報を取得する（Ｓ１４）。また、形状情報取得部１４は、形状センサ４１または座席シート４の制御機構から形状情報を取得する（Ｓ１６）。Ｓ１４の処理とＳ１６の処理とは順序が逆であってもよいし、並行して行われていてもよい。部位位置情報取得部１３は部位位置情報をモデル設計部１２に出力する。形状情報取得部１４は形状情報をモデル設計部１２に出力する。

モデル設計部１２のモデル補正部１２２は、部位位置情報が示す特定部位の位置と、形状情報から特定される座席シート４の形状に応じて、モデル作成部１２１が作成した３次元モデルの姿勢を補正する（Ｓ１８）。モデル設計部１２は、補正後の３次元モデルの姿勢を示すデータを、姿勢特定部１５に出力する。

姿勢特定部１５は、補正後の３次元モデルの姿勢から、ユーザの姿勢を特定する（Ｓ２０）。例えば、姿勢特定部１５は、補正後の３次元モデルの姿勢からユーザの姿勢の類型を特定する。

以上の処理によれば、モデル補正部１２２は、ユーザの体格に応じた３次元モデルを、座席シート４に座っているユーザの実際の姿勢から特定された特定部位の位置と、座席シート４の形状と、に応じて補正する。そして、姿勢特定部１５は、補正後の３次元モデルの姿勢から、ユーザの姿勢を特定する。これにより、姿勢特定装置１は、ユーザ個々人の体格差を考慮して、ユーザの姿勢を特定することができる。したがって、座席シート４に座っているユーザの姿勢を、精度良く特定することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。これは、以降の実施形態においても同様である。

姿勢特定装置は、身体データからユーザの体格を特定する体格特定部を備えていてもよい。また、姿勢特定装置は、姿勢特定部１５が特定したユーザの姿勢と、体格特定部が特定したユーザの体格とに応じて、ユーザの適切な姿勢である適切姿勢を特定する、適切姿勢特定部を備えていてもよい。

≪要部構成≫
図４は、本実施形態に係る姿勢特定システム２００の要部構成の一例を示すブロック図である。姿勢特定システム２００は、姿勢特定装置５、座席シート（支持器具）６、および記憶装置７を含む点で、実施形態１に係る姿勢特定システム１００と異なる。

（姿勢特定装置５）
姿勢特定装置５は、体格特定部１６と、適切姿勢特定部１７と、シート制御部（支持器具制御部）１８とを備える点で姿勢特定装置１と異なる。姿勢特定装置５において、身体データ取得部１１は取得した身体データをモデル設計部１２および体格特定部１６に出力する。また、姿勢特定部１５は、特定したユーザの姿勢を示す情報を適切姿勢特定部１７に出力する。

体格特定部１６は、身体データからユーザの体格を特定する。例えば、体格特定部１６は、身体データに含まれる体格に関する情報から、ＢＭＩ（Body Mass Index）等のユーザの体格を示す指数値を特定してもよい。さらに、体格特定部１６は該指数値から、ユー
ザの体型の類型を特定してもよい。もしくは、体格特定部１６は、ユーザの体格に関する情報から、該ユーザの体型の類型を直接特定してもよい。本実施形態では一例として、体格特定部１６は、ユーザの体型が「痩せ」「標準」「太い」のいずれかに当てはまるか特定することとする。

適切姿勢特定部１７は、姿勢特定部１５が特定したユーザの姿勢と、体格特定部１６が特定したユーザの体格とに応じて、該ユーザの適切な姿勢である適切姿勢を特定する。適切姿勢とは、例えば、ユーザの目的を妨げない姿勢、および、ユーザが快適な姿勢等である。適切姿勢特定部１７は、記憶装置（記憶部）７に記憶された適切姿勢ＤＢ７１を参照して適切姿勢を特定してもよい。適切姿勢ＤＢ７１のデータ構造は後で詳述する。

適切姿勢特定部１７は、特定した適切姿勢をユーザにとらせるための座席シート６の形状を特定する。適切姿勢特定部１７は、特定した座席シート６の形状を示す情報を、シート制御部１８に出力する。例えば、適切姿勢特定部１７は座席シート６の制御値に関する情報をシート制御部１８に出力する。

シート制御部１８は、ユーザの姿勢が適切姿勢になるように、座席シート６の形状を変化させる。シート制御部１８は、適切姿勢特定部１７から入力された適切姿勢に応じた６の形状を特定し、現在の座席シート６の形状を適切姿勢に応じた形状へ変化させるよう、座席シート６の形状調整部６１へ指示する。

（座席シート６）
座席シート６はユーザの身体を支持する支持器具であって、少なくとも一部分の形状変化が可能な支持器具である。座席シート６は、形状調整部６１を含む点で、座席シート４と異なる。

形状調整部６１は、姿勢特定装置５（より具体的には、後述するシート制御部１８）からの指示にしたがって、座席シート６の少なくとも一部分の形状を変化させる。例えば、形状調整部６１は、座席シート６内部の空気圧を変更することで、座席シート６の形状を変化させてもよい。また、形状調整部６１は、座席シート６に備えられた形状を変化させるための機構を制御することで、座席シート６の形状を変化させてもよい。

（記憶装置７）
記憶装置７は、適切姿勢ＤＢ７１を記憶する記憶装置である。なお、図４の例では記憶装置７は姿勢特定装置５と通信する外部装置であるが、記憶装置７は姿勢特定装置５に内蔵されていてもよい。

（適切姿勢ＤＢ７１のデータ構造）
適切姿勢ＤＢ７１は、適切姿勢データを集積したデータベースである。適切姿勢データとは、人間の体格の類型を示す情報と、座席シート６により人間の身体が支持されている場合の姿勢の類型を示す情報との組合せに対して、適切姿勢を示す情報が対応付けられたデータである。

図５は、適切姿勢ＤＢ７１のデータ構造の一例を示す図である。図５の例では、適切姿勢ＤＢ７１は、「痩せ」、「標準」、および「太い」の３つの体格の類型と、「猫背」、「標準」、および「反り腰」の３つの姿勢の類型との組み合わせに対し、ユーザが適切姿勢になる場合の、座席シート６のシートバックの圧力分布を示している。図中の２次元空間のｘ軸はシートバックの、座面から垂直方向への位置座標を示しており、原点は座面とシートバックとの接点の位置に相当する。また、ｙ軸はシートバックにかかる圧力の値を示している。図５に示すような適切姿勢ＤＢ７１を参照することにより、適切姿勢の特定を迅速に行うことができる。

≪座席シート６の制御≫
適切姿勢特定部２０は、適切姿勢をユーザにとらせるための座席シート６の形状を座標値として特定してもよい。そして、適切姿勢特定部２０は、該座標値と、部位位置情報が示す特定部位の座標値との位置関係を特定してもよい。適切姿勢特定部２０はこれらの座標値を座席シート６の制御値として、シート制御部１８に出力してもよい。

図６は、適切姿勢からの座席シート６の制御値の特定と、制御後の座席シート６との一例を模式的に示した図である。適切姿勢特定部２０は、例えば適切姿勢ＤＢ７１を参照して座席シート６のシートバックの圧力値を特定する。そして、適切姿勢特定部２０は、例えば、図２の（ｂ）に示すシートバックの座標値を、前記圧力値が得られるような座標値に補正する。

図６の（ａ）は、図２の（ａ）に示したシートバック形状を適切姿勢特定部２０が補正した場合の模式図を示している。例えば、適切姿勢特定部２０は図示のように、シートバックの各部の位置座標を補正する。なお、部位位置の座標値は図示のように参照してもよいし、しなくてもよい。適切姿勢特定部２０は、補正後の座標値を、シートバックの制御値に関する情報としてシート制御部１８に送信する。

図６の（ｂ）は、シート制御部１８および形状調整部６１により、図６の（ａ）に示したシートバック形状を実現した場合の座席シート６およびユーザＵ１を示す。図６の（ａ）に示した座標値を座席シート６がとるように形状調整部６１を制御することで、姿勢特定装置８は、ユーザに適切姿勢をとらせることができる。

なお、適切姿勢特定部２０は、適切姿勢ＤＢ７１を参照することで特定した、シートバックの各部の圧力値をシート制御部１８に出力してもよい。また、座席シート６は通信部および圧力センサを備え、形状調整部６１が座席シート６の形状を調節した場合、座席シート６（例えば、シートバック）の各部にかかっている圧力を圧力センサで測定して、該測定値をシート制御部１８に送信してもよい。

そして、シート制御部１８は、座席シート６から入力された圧力値と、適切姿勢特定部１７から入力された圧力値とを比較し、所定値以上の相違がある場合は、該相違が解消するように、形状調整部６１に最後指示を送信してもよい。すなわち、シート制御部１８は座席シート６からの圧力値のフィードバックに応じて、形状調整部６１をフィードバック制御してもよい。

≪処理の流れ≫
図７は、姿勢特定装置５における処理の流れを示すフローチャートである。なお、図７において図３と同様のステップ番号を付した処理は、図３と同様の処理であり、説明を繰り返さない。

姿勢特定装置５において、体格特定部１６は、身体データ取得部１１から入力された身体データからユーザの体格を特定する（Ｓ２２）。例えば、体格特定部１６は、ユーザの体格が図５で示した「痩せ」、「標準」、および「太い」のいずれの類型であるかを特定する。体格特定部１６は特定した体格を示す情報を、適切姿勢特定部１７に出力する。

適切姿勢特定部１７は、姿勢特定部１５から入力されたユーザの姿勢を示す情報と、体格特定部１６から入力されたユーザの体格を示す情報とに応じて、適切姿勢を特定する（Ｓ２４）。例えば、適切姿勢特定部１７は、適切姿勢ＤＢ７１を参照して、適切姿勢ＤＢ７１においてユーザの姿勢の類型と、ユーザの体格の類型との組み合わせに応じた、適切姿勢を示す情報を読み出す。図５の適切姿勢ＤＢ７１の例においては、適切姿勢を示す情報とは、ユーザが適切姿勢になる場合の、座席シート６のシートバックの圧力分布を示すデータである。

適切姿勢特定部１７は適切姿勢を示すデータから、適切姿勢、および該姿勢をユーザにとらせるための座席シート６の形状を特定する。適切姿勢特定部１７は、特定した座席シート６の形状を示す情報を、シート制御部１８に出力する。シート制御部１８は、ユーザの姿勢が適切姿勢になるように、座席シート６の形状調整部６１に指示を出すことで、座席シート６の形状を変化させる（Ｓ２６）。

前記の処理によれば、適切姿勢特定部１７は、ユーザの体格と、ユーザの現在の姿勢とを考慮して、該ユーザの適切姿勢を特定することができる。そして、座席シート６自体の形状を変化させることで、ユーザの姿勢を適切姿勢にすることができる。これにより、ユーザが座席シート６に座っているときに、適切姿勢をとることができるよう補助することができる。

〔実施形態３〕
姿勢特定システムの座席シート６は、所定空間内に配置された支持器具であってもよい。例えば、座席シート６は移動体の座席シートであってもよい。また、姿勢特定装置５は、ユーザの状態またはユーザの所定空間内での活動目的を示す情報である、状態情報を取得する状態情報取得部１９を備えていてもよい。例えば、状態情報取得部１９は、ユーザの状態または活動目的が運転、作業、休息、睡眠のいずれであるかを示す情報を状態情報として取得してもよい。また、適切姿勢特定部１７は、状態情報に応じて適切姿勢を特定してもよい。

≪要部構成≫
図８は、本実施形態に係る姿勢特定システム３００の要部構成の一例を示すブロック図である。姿勢特定システム３００は、姿勢特定装置８を含む点と、入力装置２、カメラ３、座席シート６、記憶装置７、および姿勢特定装置８が移動体９に搭載されている点で、実施形態２に係る姿勢特定システム２００と異なる。

（移動体９）
移動体９は、乗用車、列車、バス、飛行機等、その内部に所定空間を有する移動体である。移動体９の内部空間には、移動体９の乗客が着席する座席シート６が１つ以上配置される。また、各座席シート６に着席した乗客を撮影可能なように、１台以上のカメラ３が配置される。なお、図８の例では、入力装置２、記憶装置７、および姿勢特定装置８も移動体の内部に搭載されているが、入力装置２、記憶装置７、および姿勢特定装置８は、カメラ３および座席シート６と通信可能であれば、必ずしも移動体９の内部空間に設置されていなくてもよい。

（姿勢特定装置８）
姿勢特定装置８は、状態情報取得部（第３情報取得部）１９と、適切姿勢特定部２０とを含む点で、姿勢特定装置５と異なる。

状態情報取得部１９は、状態情報（第３情報）を取得する。状態情報とは、ユーザの状態またはユーザの所定空間内での活動目的を示す情報である。状態情報取得部１９は取得した状態情報を、適切姿勢特定部２０へ出力する。

状態情報の取得先は特に限定されないが、状態情報取得部１９は、例えば以下のような方法で状態情報を取得することができる。すなわち、姿勢特定装置８は、移動体９内に備えられた表示部（図示せず）に、ユーザに自分の状態または移動体９内での活動目的を入力するよう促す案内を表示させる。そして、ユーザによって、入力装置２を介し該ユーザの状態または活動目的を示す情報が入力された場合、状態情報取得部１９は入力装置２から該情報を状態情報として取得する。

なお、状態または活動目的を、予め設定した区分からユーザに選択させてもよい。例えば、該区分として、運転、作業、休息、睡眠の４つの区分を設け、ユーザにいずれかを指定させてもよい。これにより、座席シート６に着席したユーザが移動体９内で行うと推定される動作、それぞれの区分に応じた適切姿勢を特定することができる。したがって、ユーザがより適切と感じると推定できる姿勢を、適切姿勢として特定することができる。

なお、姿勢特定装置８は、入力装置２ではなく、自装置が備える通信部（図示せず）を介して、外部装置から状態情報を取得してもよい。例えば、姿勢特定装置８は、スマートフォン等の外部装置におけるスケジュール管理のためのアプリケーションから、ユーザの予定を示す情報を取得し、該予定を示す情報からユーザの状態または活動目的を特定しても良い。そして、状態情報取得部１９は該状態または活動目的を状態情報として取得してもよい。

適切姿勢特定部２０は、姿勢特定部１５が特定したユーザの姿勢と、体格特定部１６が特定したユーザの体格と、状態情報取得部１９が取得した状態情報に応じて、適切姿勢を特定する。適切姿勢特定部２０は特定した適切姿勢を示す情報を、シート制御部１８に出力する。

適切姿勢特定部２０が状態情報をどのように考慮するかは特に限定されないが、例えば、以下の２通りの方法のうちいずれかを実行してもよい。例えば、状態情報が、運転、作業、休息、睡眠等、状態または活動目的の区分として示される場合、記憶装置７に、これらの区分ごとの適切姿勢ＤＢ７１を記憶させておく。そして、適切姿勢特定部２０は、状態情報が示す前記区分に応じた適切姿勢ＤＢ７１を参照して、適切姿勢を特定する。

また例えば、適切姿勢特定部２０は、姿勢特定部１５が特定したユーザの姿勢と、体格特定部１６が特定したユーザの体格とから、適切姿勢特定部１７と同様に適切姿勢を仮に特定し、該特定した適切姿勢に係る値を、状態情報に応じて補正してもよい。例えば、状態情報から、ユーザの状態が休息または睡眠である場合は、仮に特定した適切姿勢を実現するための座席シート６の各部位の座標値を、座席シート６のシートバックがよりユーザの後ろ側に倒れるような座標値に補正してもよい。

≪処理の流れ≫
図９は、姿勢特定装置８における処理の流れを示すフローチャートである。なお、図９において図３および図７と同様のステップ番号を付した処理は、図３および図７と同様の処理であり、説明を繰り返さない。

姿勢特定装置８において、状態情報取得部１９は状態情報を取得する（Ｓ２８）。状態情報取得部１９は状態情報を適切姿勢特定部２０へ出力する。適切姿勢特定部２０は、姿勢特定部１５から入力されたユーザの姿勢を示す情報と、体格特定部１６から入力されたユーザの体格を示す情報と、状態情報が示すユーザの状態または活動目的に応じて、適切姿勢を特定する（Ｓ３０）。適切姿勢特定部２０は適切姿勢を示す情報をシート制御部１８に出力する。より具体的には、適切姿勢特定部２０は、適切姿勢を示すデータから、適切姿勢、および該姿勢をユーザにとらせるための座席シート６の形状を特定し、該形状を示す情報を、シート制御部１８に出力する。シート制御部１８は、ユーザの姿勢が適切姿勢になるように、座席シート６の形状調整部６１に指示を出すことで、座席シート６の形状を変化させる（Ｓ３２）。

前記の処理によれば、ユーザの状態または活動目的に応じて適切姿勢を特定することができる。したがって、ユーザがより適切と感じると推定できる姿勢を、適切姿勢として特定することができる。

〔変形例〕
前記各実施形態に係る姿勢特定装置１、５、および８は、自装置に備えた通信部を介し、外部装置に情報を送信してもよい。外部装置とは、例えば、ユーザのスマートフォン等である。例えば、姿勢特定装置１、５、および８は、姿勢特定部１５が特定したユーザの姿勢（現在の姿勢）を外部装置に送信してもよい。また例えば、姿勢特定装置１、５、および８は、体格特定部１６が特定したユーザの体格を示す情報を外部装置に送信してもよい。また例えば、姿勢特定装置１、５、および８は、適切姿勢特定部１７および２０が特定した適切姿勢を示す情報を外部装置に送信してもよい。また例えば、姿勢特定装置５および８は、シート制御部１８が形状調整部６１を制御する際の制御値を示す情報を外部装置に送信してもよい。

また、姿勢特定装置１、５、および８におけるモデル設計部１２の機能を、サーバ等の別装置で実行してもよい。この場合、姿勢特定装置１、５、および８は通信部を備え、身体データ取得部１１が取得した身体データ、部位位置情報取得部１３が取得した部位位置情報、および、形状情報取得部１４が取得した形状情報を、自己の通信部を介してモデル設計部１２の機能を担うサーバに送信する。そして、サーバは、前述したモデル設計部１２における一連の処理を実行し、処理結果を姿勢特定装置１、５、および８に送信する。すなわち、モデル設計部１２は、補正後の３次元モデルを示す情報を１、５、および８に送信する。該情報を受信した後の姿勢特定装置１、５、および８の動作は前記各実施形態と同様である。

〔ソフトウェアによる実現例〕
姿勢特定装置１、５、および８の制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、姿勢特定装置１、５、および８は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（
Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random
Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１、５、８ 姿勢特定装置
１１ 身体データ取得部
１２ モデル設計部
１２１ モデル作成部
１２２ モデル補正部
１３ 部位位置情報取得部（第１情報取得部）
１４ 形状情報取得部（第２情報取得部）
１５ 姿勢特定部
１６ 体格特定部
１７、２０ 適切姿勢特定部
１８ シート制御部（支持器具制御部）
１９ 状態情報取得部（第３情報取得部）
２ 入力装置
３ カメラ（第１測定装置）
４、６ 座席シート（支持器具）
４１ 形状センサ（第２測定装置）
６１ 形状調整部
７ 記憶装置
７１ 適切姿勢ＤＢ
９ 移動体

Claims (8)

1. ユーザの身体的特徴を示す身体データから、前記ユーザの体格に応じた人体の３次元モデルを作成するモデル作成部と、
   第１測定装置から、支持器具により身体が支持されている前記ユーザの身体における特定部位の位置を示す第１情報を取得する第１情報取得部と、
   前記支持器具に搭載された第２測定装置から、前記支持器具の形状を示す第２情報を取得する第２情報取得部と、
   前記第１情報が示す前記特定部位の位置と、前記第２情報が示す前記支持器具の形状とに応じて前記３次元モデルの姿勢を補正するモデル補正部と、
   前記モデル補正部が補正した前記３次元モデルの姿勢から、前記ユーザの姿勢の類型を特定する姿勢特定部と、を備えることを特徴とする、姿勢特定装置。
2. 前記第１情報取得部は、前記第１測定装置から、複数の前記特定部位の位置を示す第１情報を取得し、
   前記モデル補正部は、複数の前記特定部位それぞれの位置関係、および、前記支持器具の形状に応じて前記３次元モデルの姿勢を補正することを特徴とする、請求項１に記載の姿勢特定装置。
3. 前記第２情報取得部は、前記第２測定装置から前記支持器具の位置に関する情報を含む第２情報を取得し、
   前記モデル補正部は、前記特定部位と前記支持器具との位置関係に応じて前記３次元モデルの姿勢を補正することを特徴とする、請求項１または２に記載の姿勢特定装置。
4. 前記モデル補正部は、前記第１情報が示す前記特定部位の位置、および、前記第２情報に基づき特定される前記支持器具の位置を座標値に変換し、前記座標値に基づき特定される前記特定部位と前記支持器具との位置関係に応じて、前記３次元モデルの姿勢を補正することを特徴とする、請求項３に記載の姿勢特定装置。
5. 前記支持器具は、所定空間内に配置された移動体の座席シートであって、シートバックを少なくとも有し、
   前記姿勢特定装置は、
   前記身体データから前記ユーザの体格を特定する体格特定部と、
   前記ユーザの状態または前記ユーザの前記所定空間内での活動目的を示す情報が運転、作業、休息、睡眠のいずれであるかを示す第３情報を取得する第３情報取得部と、
   前記姿勢特定部が特定した前記ユーザの姿勢の類型と、前記体格特定部が特定した前記ユーザの体格とに応じて、前記ユーザの適切な姿勢である適切姿勢を特定し、前記第３情報取得部が取得した前記第３情報に応じて、前記適切姿勢を前記ユーザにとらせるための前記座席シートの形状を特定する、適切姿勢特定部と、を備え、
   前記適切姿勢特定部は、前記第３情報から、前記ユーザの状態が休息または睡眠である場合には、前記適切姿勢を前記ユーザにとらせるための前記座席シートの形状を、前記シートバックがより前記ユーザの後ろ側に倒れるように特定することを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の姿勢特定装置。
6. 前記支持器具は、形状変化が可能な支持器具であって、
   前記姿勢特定装置は、
   前記ユーザの姿勢が前記適切姿勢になるように、前記支持器具の形状を変化させる支持器具制御部を備えることを特徴とする、請求項５に記載の姿勢特定装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の姿勢特定装置と、
   前記支持器具と、
   前記第１測定装置と、を含むことを特徴とする、姿勢特定システム。
8. ユーザの身体的特徴を示す身体データから、前記ユーザの体格に応じた人体の３次元モデルを作成するモデル作成ステップと、
   第１測定装置から、支持器具により身体が支持されている前記ユーザの身体における特定部位の位置を示す第１情報を取得する第１情報取得ステップと、
   前記支持器具に搭載された第２測定装置から、前記支持器具の形状を示す第２情報を取得する第２情報取得ステップと、
   前記第１情報が示す前記特定部位の位置と、前記第２情報が示す前記支持器具の形状とに応じて前記３次元モデルの姿勢を補正するモデル補正ステップと、
   前記モデル補正ステップにおいて補正した前記３次元モデルの姿勢から、前記ユーザの姿勢の類型を特定する姿勢特定ステップと、を含むことを特徴とする、姿勢特定方法。

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