JP7481924B2 - Personal Mobility - Google Patents
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Description
本発明は、主として、電動カートや電動式車椅子などのパーソナルモビリティの座席へのユーザの着座を補助する技術に関するものである。 The present invention primarily relates to technology that assists users in sitting in the seat of a personal mobility device such as an electric cart or electric wheelchair.
座席へのユーザの着座を補助する技術としては、座面が所定の高さで水平となる第１の状態と、第１の状態よりも座面の後部が上方に位置すると共に座面が前下がりに傾いた第２の状態の間で座面の状態を遷移可能に構成し、第１の状態の座面に着座したユーザが座席から起立するときには、着座したユーザの操作に応答して、第１の状態から第２の状態に座面の状態を遷移させ、ユーザが座席に着座するときには、着座しようとするユーザの操作に応答して、第２の状態から第１の状態に座面の状態を遷移させる技術が知られている（たとえば、特許文献１）。 A known technology for assisting a user in sitting in a seat is one in which the seat can transition between a first state in which the seat is horizontal at a predetermined height and a second state in which the rear of the seat is positioned higher than in the first state and the seat is tilted downward at the front, and when a user sitting on the seat in the first state stands up from the seat, the seat transitions from the first state to the second state in response to the operation of the seated user, and when a user sits down in the seat, the seat transitions from the second state to the first state in response to the operation of the user attempting to sit down (for example, Patent Document 1).
また、カメラやステレオカメラ(３Ｄカメラ）で撮影した映像から人物の骨格を検出する骨格検出の技術も知られている（たとえば、特許文献２、３）。 In addition, skeletal detection technology is also known that detects a person's skeleton from images captured by a camera or a stereo camera (3D camera) (for example, Patent Documents 2 and 3).
上述した座面の状態を遷移させることにより座席へのユーザの着座を支援する技術を、パーソナルモビリティの座席に適用した場合、ユーザが、筋力が弱っていたり膝に問題を抱えていたりする高齢者等であるときには、その位置で着座動作を行うことにより座席に正しく着座できるパーソナルモビリティの座席前の適正な位置に自力で移動することが困難な場合がある。 When the technology described above for assisting a user in sitting in a seat by transitioning the state of the seat surface is applied to the seat of a personal mobility device, if the user is an elderly person with weak muscles or knee problems, it may be difficult for the user to move by themselves to the appropriate position in front of the seat of the personal mobility device where they can sit correctly by performing a sitting motion in that position.
そして、このような場合には、充分にユーザの座席へのユーザの着座をサポートできないこととなる。
そこで、本発明は、パーソナルモビリティにおいて、よりユーザの負担が小さくなるようにユーザの座席への着座をサポートすることを課題とする。
In such a case, the seat cannot adequately support the user when seated.
Therefore, an object of the present invention is to support a user in taking a seat in a personal mobility device so as to reduce the burden on the user.
前記課題達成のために、本発明は、ユーザの移動に用いられるパーソナルモビリティに、ユーザの腰を支持する座面と、当該パーソナルモビリティを走行させる走行手段と、当該パーソナルモビリティの前方のユーザの位置と姿勢を検出するユーザ検出手段と、制御手段とを備えたものである。ここで、当該制御手段は、前記ユーザ検出手段が、当該パーソナルモビリティの前方に、着座を準備する姿勢である着座準備姿勢をとったユーザを検出したときに、前記走行手段を制御して、前記ユーザが現在の位置で着座動作を行うことにより前記座面に着座できる位置である着座待受位置に、当該パーソナルモビリティを移動させる。 In order to achieve the above object, the present invention provides a personal mobility used for the movement of a user, which includes a seat surface that supports the user's lower back, a driving means for driving the personal mobility, a user detection means for detecting the position and posture of the user in front of the personal mobility, and a control means. Here, when the user detection means detects a user in a seating preparation posture in front of the personal mobility, the control means controls the driving means to move the personal mobility to a seating standby position where the user can sit on the seat surface by performing a seating action in the current position.
ここで、このようなパーソナルモビリティにおいて、前記着座準備姿勢は、所定程度、腰をかがめて立っている姿勢や、所定程度、腰をかがめて当該パーソナルモビリティ方向に顔を向けて立っている姿勢とすることが好ましい。 Here, in such personal mobility, it is preferable that the sitting preparation posture is a standing posture with the waist bent to a predetermined degree, or a standing posture with the waist bent to a predetermined degree and facing the direction of the personal mobility.
また、以上のパーソナルモビリティにおいて、前記ユーザ検出手段は、当該パーソナルモビリティの前方を撮影するカメラと、当該カメラで撮影した映像を解析して当該パーソナルモビリティの前方のユーザの位置と姿勢を認識する認識手段とを備えたものであってよい。 In addition, in the above personal mobility, the user detection means may include a camera that captures an image in front of the personal mobility, and a recognition means that analyzes the image captured by the camera to recognize the position and posture of the user in front of the personal mobility.
以上のようなパーソナルモビリティによれば、ユーザがパーソナルモビリティの前方で着座を準備する姿勢である着座準備姿勢をとると、自動的にパーソナルモビリティが、ユーザが現在の位置で着座動作を行うことにより前記座面に着座できる位置まで移動する。よって、ユーザは、パーソナルモビリティの座席前の位置まで移動しなくても、おおよそパーソナルモビリティの前方の位置で着座準備姿勢をとった後、パーソナルモビリティの移動を待って着座動作を行うことにより、パーソナルモビリティの座席に正しく着座することができ、ユーザのパーソナルモビリティの座席の着座の負担が軽減される。 With the personal mobility described above, when the user assumes a seating preparation posture in front of the personal mobility, in which the user is preparing to sit, the personal mobility automatically moves to a position where the user can sit on the seat by performing a seating motion from the current position. Therefore, the user can correctly sit on the seat of the personal mobility without having to move to a position in front of the seat of the personal mobility, by assuming a seating preparation posture approximately in front of the personal mobility, and then waiting for the personal mobility to move and performing a seating motion, thereby reducing the burden on the user when sitting on the seat of the personal mobility.
また、以上のパーソナルモビリティにおいて、前記着座待受位置は、前記座面の少なくとも一部が前記ユーザの腿の裏に当接する位置とすることが好ましい。
このようにすることにより、ユーザが着座準備姿勢から座面の支持を受けられる姿勢まで能動的に姿勢を変化させなくても、自動的に、少なくともユーザの腿が座面によって支持されることとなり、ユーザのパーソナルモビリティの座席の着座の負担が軽減される。
In the above personal mobility device, the seating waiting position is preferably a position where at least a part of the seat surface abuts against the soles of the thighs of the user.
By doing this, even if the user does not actively change his/her posture from a posture preparing to sit down to a posture in which he/she can receive support from the seating surface, at least the user's thighs are automatically supported by the seating surface, thereby reducing the burden on the user when sitting in the seat of the personal mobility device.
また、以上のパーソナルモビリティに、前記座面を移動することにより、当該座面の高さを、ユーザが足を地に付けたまま当該座面に着座できる第１の高さと、当該座面に着座したユーザの足が地に届かなくなる、前記第１の高さより高い高さである第２の高さとの間で変更可能な座面移動手段を設け、前記制御手段において、前記ユーザ検出手段が、当該パーソナルモビリティの前方に、着座を準備する姿勢である着座準備姿勢をとったユーザを検出したときに、前記座面移動手段を制御して、前記座面の高さを前記第１の高さとすると共に、前記走行手段を制御して前記着座待受位置に当該パーソナルモビリティを移動させるようにしてもよい。 The above personal mobility may also be provided with a seat moving means capable of changing the height of the seat by moving the seat between a first height at which the user can sit on the seat with their feet on the ground and a second height, higher than the first height, at which the feet of the user seated on the seat do not reach the ground, and the control means may control the seat moving means to change the height of the seat to the first height when the user detection means detects a user in a seat preparation posture in front of the personal mobility, in which the user is preparing to sit, and control the traveling means to move the personal mobility to the seat waiting position.
また、この場合には、パーソナルモビリティに、前記座面に加わる圧力に基づいて前記座面へユーザの着座の有無を検出する着座検出手段を設け、前記制御手段において、前記着座待受位置に当該パーソナルモビリティを移動させた後に、前記着座検出手段がユーザの着座を検出したときに、前記座面移動手段を制御して、前記座面の高さを前記第２の高さとすることが好ましい。 In this case, it is preferable that the personal mobility is provided with a seating detection means for detecting whether or not a user is seated on the seating surface based on the pressure applied to the seating surface, and that the control means controls the seating surface moving means to set the height of the seating surface to the second height when the seating detection means detects that the user is seated after the personal mobility has been moved to the seating waiting position.
以上のように、本発明によれば、パーソナルモビリティにおいて、よりユーザの負担が小さくなるようにユーザの座席への着座をサポートすることができる。 As described above, the present invention can support a user in sitting in a seat in a personal mobility device so as to reduce the burden on the user.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａ、ｂ、ｃに、本実施形態に係るパーソナルモビリティ１００を示す。
図１ａはパーソナルモビリティ１００の右側面を、図１ｂはパーソナルモビリティ１００の正面を、図１ｃはパーソナルモビリティ１００の上面を表している。
図示するように、本実施形態に係るパーソナルモビリティ１００は、ベース１と、ベース１に対して固定された座面２とバックレスト３とアームレスト４を備えている。
また、パーソナルモビリティ１００は、左右二つの前脚部５と左右二つの前輪６と左右二つの後脚部７と左右二つの後輪８を備えている。左の前脚部５の上端部はベース１の左側部の前方側の位置に連結され、左の前脚部５の下端部は左の前輪６を支持している。また、右の前脚部５の上端部はベース１の右側部の前方側の位置に連結され、右の前脚部５の下端部は右の前輪６を支持している。そして、左の後脚部７の上端部はベース１の左側部の後方側の位置に連結され、左の後脚部７の下端部は左の後輪８を支持している。また、右の後脚部７の上端部はベース１の右側部の後方側の位置に連結され、右の後脚部７の下端部は右の後輪８を支持している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
1a, 1b and 1c show a personal mobility device 100 according to this embodiment.
1a shows the right side of the personal mobility device 100, FIG. 1b shows the front of the personal mobility device 100, and FIG. 1c shows the top of the personal mobility device 100. FIG.
As shown in the figure, the personal mobility 100 according to this embodiment includes a base 1 , a seat 2 , a backrest 3 , and an armrest 4 that are fixed to the base 1 .
The personal mobility 100 also includes two front legs 5 (left and right), two front wheels 6 (left and right), two rear legs 7 (left and right), and two rear wheels 8 (left and right). The upper end of the left front leg 5 is connected to a position on the front side of the left side of the base 1, and the lower end of the left front leg 5 supports the left front wheel 6. The upper end of the right front leg 5 is connected to a position on the front side of the right side of the base 1, and the lower end of the right front leg 5 supports the right front wheel 6. The upper end of the left rear leg 7 is connected to a position on the rear side of the left side of the base 1, and the lower end of the left rear leg 7 supports the left rear wheel 8. The upper end of the right rear leg 7 is connected to a position on the rear side of the right side of the base 1, and the lower end of the right rear leg 7 supports the right rear wheel 8.
次に、図２に、パーソナルモビリティ１００の機能構成を示す。
図示するように、パーソナルモビリティ１００は、カメラ９、距離センサ１０、圧力分布センサ１１、操作部１２、音声出力装置１３、音声入力装置１４、走行機構１５、姿勢可変機構１６、制御装置１７を備えている。
Next, FIG. 2 shows the functional configuration of the personal mobility device 100.
As shown in the figure, the personal mobility 100 includes a camera 9 , a distance sensor 10 , a pressure distribution sensor 11 , an operation unit 12 , an audio output device 13 , an audio input device 14 , a running mechanism 15 , a posture variable mechanism 16 , and a control device 17 .
カメラ９は、パーソナルモビリティ１００の前方のようすを撮影するものであり、たとえば、図３ａ、ｂに示すように、バックレスト３の後ろ斜め上方の位置に前方向を撮影するように配置される。なお、カメラ９としてはステレオカメラ(３Ｄカメラ）を用いてもよい。 The camera 9 captures an image of the front of the personal mobility 100, and is disposed, for example, at a position diagonally above and behind the backrest 3 so as to capture an image of the front direction, as shown in Figures 3a and 3b. Note that a stereo camera (3D camera) may be used as the camera 9.
操作部１２は、パーソナルモビリティ１００に搭乗したユーザの操作を受け付けるものであり、操作部１２としては、たとえば、図３ａ、ｂに示すように、右のアームレスト前端に配置したジョイステックを用いる。 The operation unit 12 receives operations from a user riding on the personal mobility 100, and as the operation unit 12, for example, a joystick located at the front end of the right armrest, as shown in Figures 3a and 3b, is used.
次に、距離センサ１０は、たとえば、図３ｂに黒丸で示したように座面２に複数配列され、座面２の接近した物体までの座面２からの距離を検出する。
また、圧力分布センサ１１は、図３ｂに白丸で示した、座面２にマトリクス状に複数配置された圧力センサで構成され、座面２に加わる圧力の分布を検出する。
走行機構１５は、図３ｃに示すように、前輪６もしくは後輪８を回転して、パーソナルモビリティ１００を前進させたり後進させたりする機構であり、走行用のモータと、走行用のモータの動力をトルクとして前輪６もしくは後輪８に伝達する動力伝達機構などより構成される。
Next, a plurality of distance sensors 10 are arranged on the seat surface 2 as shown by black circles in FIG. 3B, for example, and detect the distance from the seat surface 2 to an object approaching the seat surface 2.
The pressure distribution sensor 11 is composed of a plurality of pressure sensors arranged in a matrix on the seating surface 2, as shown by white circles in FIG.
As shown in FIG. 3c, the running mechanism 15 is a mechanism that rotates the front wheels 6 or the rear wheels 8 to move the personal mobility 100 forward or backward, and is composed of a running motor and a power transmission mechanism that transmits the power of the running motor as torque to the front wheels 6 or the rear wheels 8.
そして、制御装置１７は、ユーザの操作部１２の操作に応じて、走行機構１５にパーソナルモビリティ１００の前進や後進を行わせる。
次に、姿勢可変機構１６は、座面２の高さや傾きを変化させる機構であり、前脚部５や後脚部７が水平に対して成す角度を変化させるアクチュエータや、バックレスト３やアームレスト４のベース１に対する傾きを変化させるアクチュエータ等から構成される。
The control device 17 then causes the traveling mechanism 15 to move the personal mobility device 100 forward or backward in response to the user's operation of the operating unit 12 .
Next, the posture variable mechanism 16 is a mechanism that changes the height and inclination of the seat surface 2, and is composed of actuators that change the angle that the front legs 5 and rear legs 7 make with respect to the horizontal, and actuators that change the inclination of the backrest 3 and armrests 4 with respect to the base 1, etc.
そして、姿勢可変機構１６により、図３ｄに示すように座面２を上下に昇降することができる。また、姿勢可変機構１６により、図３ｅに示すように、バックレスト３やアームレスト４の傾きを維持したまま、座面２の高さや傾きを変化させることができる。 The variable position mechanism 16 can raise and lower the seat surface 2 as shown in Fig. 3d. The variable position mechanism 16 can also change the height and inclination of the seat surface 2 while maintaining the inclination of the backrest 3 and armrests 4 as shown in Fig. 3e.
次に、本実施形態において、パーソナルモビリティ１００が停車中であって座面２にユーザが着座していないときに制御装置１７が行う着座支援処理について説明する。
なお、座面２にユーザが着座していないことの検出は、たとえば、圧力分布センサ１１で検出した座面２の圧力分布から求まる座面２に加わる総荷重が、所定のしきい値未満であるときに、座面２にユーザが着座していないことを検出すること等により行う。
Next, the seating assistance process performed by the control device 17 in this embodiment when the personal mobility 100 is stopped and the user is not seated on the seat 2 will be described.
In addition, detection that a user is not sitting on the seat 2 is performed, for example, by detecting that a user is not sitting on the seat 2 when the total load applied to the seat 2 determined from the pressure distribution of the seat 2 detected by the pressure distribution sensor 11 is less than a predetermined threshold value.
図４に、この着座支援処理の手順を示す。
図示するように、制御装置１７は、着座支援処理において、パーソナルモビリティ１００の前方の所定距離内(所定距離は、たとえば１ｍ）に着座準備姿勢をとったユーザが存在するかどうかの判定を、存在すると判定されるまで繰り返す（ステップ４０２）。
FIG. 4 shows the procedure of this seating assistance process.
As shown in the figure, in the seating assistance processing, the control device 17 repeatedly determines whether a user who has assumed a seating preparation position is present within a predetermined distance (the predetermined distance is, for example, 1 m) in front of the personal mobility 100 until it is determined that a user is present (step 402).
ここで、ステップ４０２では、カメラ９で撮影した映像から、パーソナルモビリティ１００の前方所定距離内のユーザの有無、パーソナルモビリティ１００の前方所定距離内のユーザの顔の向き、パーソナルモビリティ１００の前方所定距離内のユーザの姿勢を画像認識し、パーソナルモビリティ１００の前方所定距離内に後方に顔を向け、腰をかがめて立っている姿勢のユーザが存在する場合に、パーソナルモビリティ１００の前方の所定距離内に着座準備姿勢をとったユーザが存在すると判定する。ただし、顔の向きに関わらずに、前方所定距離内に腰をかがめて立っている姿勢のユーザが存在する場合に、パーソナルモビリティ１００の前方の所定距離内に着座準備姿勢をとったユーザが存在すると判定するようにしてもよい。 Here, in step 402, the presence or absence of a user within a specified distance in front of the personal mobility 100, the direction of the user's face within the specified distance in front of the personal mobility 100, and the posture of the user within the specified distance in front of the personal mobility 100 are image-recognized from the video captured by the camera 9, and if a user is present within the specified distance in front of the personal mobility 100 with their face facing backwards and standing with their waist bent, it is determined that a user who has taken a posture ready to sit is present within the specified distance in front of the personal mobility 100. However, it may also be determined that a user who has taken a posture ready to sit is present within the specified distance in front of the personal mobility 100 if a user who is standing with their waist bent over is present within the specified distance in front of the personal mobility 100, regardless of the direction of their face.
ここで、腰をかがめて立っている姿勢の検出は、骨格検出技術を用いて、たとえば、図５ａ、ｂ、ｃに示す、足首と膝を結ぶ骨格要素Ｌ１、膝と腰を結ぶ骨格要素Ｌ２、腰と首を結ぶ骨格要素Ｌ３、首と頭部を結ぶ骨格要素Ｌ４を検出し、各骨格要素の向きからユーザが立っているかどうかを判定すると共に、ユーザの骨格要素Ｌ１と骨格要素Ｌ２の成す角と、骨格要素Ｌ２と骨格要素Ｌ３の成す角が所定角度範囲内にあるときにユーザの姿勢が腰をかがめている姿勢であると判定することにより行う。所定角度範囲は、たとえば、１２０度以上１５０度未満とする。ただし、骨格要素Ｌ１と骨格要素Ｌ２の成す角は考慮せずに、立っていると判定されたユーザの骨格要素Ｌ２と骨格要素Ｌ３の成す角が所定角度範囲内にあれば、腰をかがめて立っている姿勢として検出するようにしてもよい。
そして、パーソナルモビリティ１００の前方の所定距離内に着座準備姿勢をとったユーザが存在すると判定されたならば（ステップ４０２）、姿勢可変機構１６を制御して、パーソナルモビリティ１００の形状を着座待受姿勢に変形し、走行機構１５を制御しパーソナルモビリティ１００を着座待受位置に移動させる（ステップ４０４）。
Here, the detection of the posture of standing with the waist bent is performed by using a skeleton detection technique to detect, for example, the skeleton elements L1 connecting the ankles and knees, the skeleton element L2 connecting the knees and waist, the skeleton element L3 connecting the waist and neck, and the skeleton element L4 connecting the neck and head, as shown in Figs. 5a, 5b, and 5c, and judging whether the user is standing from the direction of each skeleton element, and judging that the user's posture is a posture of bending when the angle between the skeleton elements L1 and L2 of the user and the angle between the skeleton elements L2 and L3 of the user are within a predetermined angle range. The predetermined angle range is, for example, 120 degrees or more and less than 150 degrees. However, it is also possible to detect the posture of standing with the waist bent if the angle between the skeleton elements L1 and L2 of the user who is judged to be standing is within a predetermined angle range, without taking into account the angle between the skeleton elements L1 and L2.
Then, if it is determined that a user in a seating preparation position is present within a specified distance in front of the personal mobility 100 (step 402), the posture variable mechanism 16 is controlled to change the shape of the personal mobility 100 to a seating standby position, and the running mechanism 15 is controlled to move the personal mobility 100 to the seating standby position (step 404).
ここで、着座待受姿勢とは、バックレスト３やアームレスト４の水平に対する傾きを維持したまま、座面２の傾きを、膝と腰を結ぶ骨格要素Ｌ２の傾き、すなわち、腿の傾きに一致する傾きとし、座面２の後端の高さを、骨格要素Ｌ２の上端の高さよりも少し上の高さ、すなわち、尻の高さよりも少し上の高さとした姿勢である。 Here, the seated waiting position is a position in which the backrest 3 and armrests 4 are kept inclined relative to the horizontal, the seat surface 2 is inclined to the same angle as the skeletal element L2 connecting the knees and hips, i.e., the inclination of the thighs, and the height of the rear end of the seat surface 2 is slightly higher than the height of the top end of the skeletal element L2, i.e., slightly higher than the height of the buttocks.
また、着座待受位置とは、着座待受姿勢にあるパーソナルモビリティ１００の座面２が、ユーザの尻から腿の裏に所定の軽い圧力で押し当てられる位置である。
ここで、着座待受位置への移動は、たとえば、カメラ９で撮影した映像から識別したユーザの位置や姿勢と、距離センサ１０で検出される座面２とユーザの距離に応じて、走行機構１５によってパーソナルモビリティ１００を、ユーザの後方において、座面２がユーザの尻や腿の裏と至近となる位置まで走行させた後、圧力分布センサ１１で検出される座面２のユーザの尻や腿の裏に当接する範囲の圧力分布が、所定の軽い圧力の一様な分布となるように、走行機構１５によってパーソナルモビリティ１００の位置や向きを調整したり、姿勢可変機構１６によって座面２の傾きを調整したりすることにより行う。
The seated waiting position is a position where the seat surface 2 of the personal mobility 100 in the seated waiting posture is pressed against the user's buttocks and the backs of the thighs with a predetermined light pressure.
Here, movement to the seating waiting position is achieved, for example, by having the running mechanism 15 run the personal mobility 100 behind the user to a position where the seat 2 is in close proximity to the user's buttocks or the back of the thighs, depending on the user's position and posture identified from the image captured by the camera 9 and the distance between the user and the seat 2 detected by the distance sensor 10, and then adjusting the position and orientation of the personal mobility 100 by the running mechanism 15, or adjusting the inclination of the seat 2 by the posture variable mechanism 16, so that the pressure distribution in the area of the seat 2 that contacts the user's buttocks or the back of the thighs, detected by the pressure distribution sensor 11, becomes a uniform distribution of a predetermined light pressure.
そして、着座待受姿勢のパーソナルモビリティ１００を着座待受位置に移動させたならば（ステップ４０４）、座面２からユーザに加わる圧力分布を所定範囲内の分布に維持しながら、姿勢可変機構１６を制御して、パーソナルモビリティ１００の形状を着席完了姿勢に変形させる（ステップ４０６）。 Then, once the personal mobility 100 in the seated waiting posture has been moved to the seated waiting position (step 404), the posture variable mechanism 16 is controlled to change the shape of the personal mobility 100 to a fully seated posture while maintaining the pressure distribution applied to the user from the seat surface 2 within a predetermined range (step 406).
ここで、着席完了姿勢とは、着座待受姿勢から、バックレスト３やアームレスト４の水平に対する傾きを維持したまま、座面２の前端を左右に通る軸を回転軸として、座面２の後端が下降する回転方向に、座面２を水平となるまで回転させた姿勢である。 The seated posture is a posture in which the seat 2 is rotated from the seated waiting posture around an axis passing through the front end of the seat 2 from side to side in the direction in which the rear end of the seat 2 descends until it becomes horizontal, while maintaining the inclination of the backrest 3 and armrests 4 relative to the horizontal.
また、座面２からユーザに加わる圧力分布の所定範囲内の分布への維持は、圧力分布センサ１１で検出される座面２のユーザの尻や腿の裏に当接する範囲の圧力分布が、おおよそ一様となり、かつ、圧力分布センサ１１で検出した座面２の圧力分布から求まる座面２に加わる総荷重が所定の範囲内となるように、パーソナルモビリティ１００の位置や座面２の傾きや変形の速度を微調整することにより行う。なお、座面２に加わる総荷重が所定の範囲内となるようにするのは、ユーザの尻や腿の裏を座面２から反力を与えて支持しつつ、座面２が尻や腿の裏から離れてしまうことを抑止するためである。 The pressure distribution applied to the user from the seat 2 is maintained within a predetermined range by fine-tuning the position of the personal mobility 100 and the inclination and deformation speed of the seat 2 so that the pressure distribution in the area of the seat 2 that contacts the user's buttocks and the backs of the thighs detected by the pressure distribution sensor 11 becomes approximately uniform, and the total load applied to the seat 2 calculated from the pressure distribution of the seat 2 detected by the pressure distribution sensor 11 falls within a predetermined range. The reason for keeping the total load applied to the seat 2 within a predetermined range is to prevent the seat 2 from moving away from the buttocks and the backs of the thighs while supporting the user's buttocks and the backs of the thighs with a reaction force from the seat 2.
そして、このようにしてパーソナルモビリティ１００を着席完了姿勢に変形したならば（ステップ４０６）、ユーザの着座の完了を判定する（ステップ４０８）。
このステップ４０８では、圧力分布センサ１１で検出した座面２の圧力分布の重心が安定的に座面２の内側部分にあるときに、ユーザが座面２にしっかりと着座したものと見なして、着座の完了を判定する。
Then, when the personal mobility device 100 has been transformed into the fully seated posture in this manner (step 406), it is determined that the user has completed sitting (step 408).
In this step 408, when the center of gravity of the pressure distribution on the seat 2 detected by the pressure distribution sensor 11 is stably located in the inner part of the seat 2, it is assumed that the user is firmly seated on the seat 2, and it is determined that the user has completed sitting.
そして、ユーザの着座が完了したと判定されたならば（ステップ４０８）、姿勢可変機構１６を制御して、パーソナルモビリティ１００の形状を標準姿勢に変形し（ステップ４１０）、着座支援処理を終了する。 Then, if it is determined that the user has completed sitting (step 408), the posture variable mechanism 16 is controlled to change the shape of the personal mobility 100 to a standard posture (step 410), and the seating assistance process is terminated.
ここで、標準姿勢とは、パーソナルモビリティ１００の走行時に用いられる形状であり、着席完了姿勢から座面２を水平を維持したまま上方に移動した姿勢であり、標準姿勢のときの座面２の高さは、座面２に着座したユーザの足は床面(路面）から離れる高さに設定されている。 The standard posture here refers to the shape used when the personal mobility 100 is traveling, and is a posture in which the seat 2 moves upward from the fully seated posture while maintaining it horizontal, and the height of the seat 2 in the standard posture is set to a height at which the feet of the user seated on the seat 2 are off the floor (road surface).
以上、制御装置１７が行う着座支援処理について説明した。
次に、このような着座支援処理の処理例を図６に示す。
図６ａに示すように、ユーザがパーソナルモビリティ１００に座ろうと、パーソナルモビリティ１００の前方で後方のパーソナルモビリティ１００に顔を向けながら腰をかがめると、これを検出したパーソナルモビリティ１００は、図６ｂ、ｃに示すように、着座待受姿勢に変形して移動し、腿の傾きに一致する傾きとした座面２をユーザの尻から腿の裏に軽い圧力で押し当てる。
The seating support process performed by the control device 17 has been described above.
Next, an example of such seating support processing is shown in FIG.
As shown in Figure 6a, when a user attempts to sit on personal mobility 100, by bending over at the front of personal mobility 100 while facing the personal mobility 100 behind, personal mobility 100 detects this and transforms and moves to a seated waiting posture as shown in Figures 6b and 6c, and presses seat surface 2, which is inclined to match the inclination of the thighs, against the user's buttocks and the backs of the thighs with light pressure.
そして、その後、図６ｄ、ｅ、ｆに示すように、パーソナルモビリティ１００は、座面２からユーザに加わる圧力分布を所定範囲内の分布に維持しながら、座面２を後部が下降するように回転して、座面２が水平となる着席完了姿勢に変形する。 Then, as shown in Figures 6d, e, and f, the personal mobility 100 rotates the seat 2 so that the rear part descends while maintaining the pressure distribution applied to the user from the seat 2 within a predetermined range, and transforms into a fully seated posture in which the seat 2 is horizontal.
ここで、この変形に伴って、ユーザは、座面２のサポートを受けながら着座動作を行って、水平な座面２に着座した状態に移行することができる。
そして、ユーザの座面２への着座状態が安定したなら、パーソナルモビリティ１００において、圧力分布センサ１１で検出した座面２の圧力分布より着座の完了が検出され、パーソナルモビリティ１００は、図６ｇ、ｈに示すように、座面２を水平を維持したまま上方に移動して標準姿勢に遷移する。
Here, with this deformation, the user can perform a sitting motion while receiving support from the seat surface 2, and transition to a state in which the user is seated on the horizontal seat surface 2.
Then, once the user's seated position on the seat 2 has stabilized, the personal mobility 100 detects the completion of sitting based on the pressure distribution on the seat 2 detected by the pressure distribution sensor 11, and the personal mobility 100 moves upward while keeping the seat 2 horizontal, transitioning to a standard posture, as shown in Figures 6g and 6h.
ここで、図６ｈに示すように、標準姿勢では、座面２に着座したユーザの足が床面(路面）から離れ、パーソナルモビリティ１００の走行が可能となる。
以上、着座支援処理について説明した。
ここで、以上の着座支援処理では、着座待受姿勢から着席完了姿勢への変形を行って、ユーザが座面２のサポートを受けながら着座動作を行えるようにしたが、これを省略して着座支援処理を行うようにしてもよい。
Here, as shown in FIG. 6h, in the standard posture, the feet of the user seated on the seat 2 are off the floor surface (road surface), and the personal mobility device 100 can travel.
The seating assistance process has been described above.
Here, in the above-described seating assistance processing, the seat is transformed from the seating standby posture to the seated completion posture so that the user can perform the seating action while receiving support from the seat surface 2, but this may be omitted and the seating assistance processing may be performed.
すなわち、この場合には、着座支援処理において、図７ａに示すように、パーソナルモビリティ１００の前方の所定距離内に着座準備姿勢をとったユーザを検出したなら、図７ｂに示すように、姿勢可変機構１６を制御して、着座完了姿勢に変形し、走行機構１５を制御しパーソナルモビリティ１００をパーソナルモビリティ１００の座面２の前端がユーザの腿の裏に所定の軽い圧力で押し当てられる位置、または、座面２の前端がユーザの腿の裏に近接する位置に移動する。 In this case, in the seating assistance process, if a user who has assumed a seating preparation posture is detected within a predetermined distance in front of the personal mobility 100 as shown in FIG. 7a, the posture variable mechanism 16 is controlled to change the posture to a seated posture as shown in FIG. 7b, and the running mechanism 15 is controlled to move the personal mobility 100 to a position where the front end of the seat surface 2 of the personal mobility 100 is pressed against the back of the user's thigh with a predetermined light pressure, or to a position where the front end of the seat surface 2 is close to the back of the user's thigh.
そして、ユーザが着座動作を行って、図７ｃに示すように座面２に着座して、圧力分布センサ１１で検出した座面２の圧力分布より着座の完了が検出されたならば、姿勢可変機構１６を制御して、図７ｄに示すように、パーソナルモビリティ１００の形状を標準姿勢に変形してパーソナルモビリティ１００の走行を開始可能な状態として、着座支援処理を終了する。
以上、本発明の実施形態について説明した。
本実施形態によれば、ユーザがパーソナルモビリティ１００の前方で着座を準備する姿勢である着座準備姿勢をとると、自動的にパーソナルモビリティ１００が、ユーザが、その位置で着座動作を行うことにより座面２に着座できる位置まで移動する。よって、ユーザは、パーソナルモビリティ１００の座席前の位置まで移動しなくても、おおよそパーソナルモビリティ１００の前方の位置で着座準備姿勢をとった後、パーソナルモビリティの移動を待って着座動作を行うことにより、パーソナルモビリティ１００の座席に正しく着座することができる。
Then, when the user performs the sitting action and sits on the seat surface 2 as shown in Figure 7c, and the completion of sitting is detected from the pressure distribution on the seat surface 2 detected by the pressure distribution sensor 11, the posture variable mechanism 16 is controlled to change the shape of the personal mobility 100 to a standard posture as shown in Figure 7d, making the personal mobility 100 in a state in which it can start running, and the sitting assistance process is terminated.
The embodiment of the present invention has been described above.
According to this embodiment, when the user assumes a seating preparation posture in front of the personal mobility 100, the personal mobility 100 automatically moves to a position where the user can sit on the seat surface 2 by performing a seating motion at that position. Therefore, the user can correctly sit on the seat of the personal mobility 100 by assuming a seating preparation posture approximately in front of the personal mobility 100 and then waiting for the personal mobility to move and performing a seating motion without having to move to a position in front of the seat of the personal mobility 100.
１…ベース、２…座面、３…バックレスト、４…アームレスト、５…前脚部、６…前輪、７…後脚部、８…後輪、９…カメラ、１０…距離センサ、１１…圧力分布センサ、１２…操作部、１３…音声出力装置、１４…音声入力装置、１５…走行機構、１６…姿勢可変機構、１７…制御装置、１００…パーソナルモビリティ。 1...base, 2...seat, 3...backrest, 4...armrest, 5...front legs, 6...front wheels, 7...rear legs, 8...rear wheels, 9...camera, 10...distance sensor, 11...pressure distribution sensor, 12...operation unit, 13...audio output device, 14...audio input device, 15...traveling mechanism, 16...posture variable mechanism, 17...control device, 100...personal mobility.
Claims (7)
ユーザの腰を支持する座面と、
当該パーソナルモビリティを走行させる走行手段と、
当該パーソナルモビリティの前方のユーザの位置と姿勢を検出するユーザ検出手段と、
制御手段とを有し、
当該制御手段は、前記ユーザ検出手段が、当該パーソナルモビリティの前方に、着座を準備する姿勢である着座準備姿勢をとったユーザを検出したときに、前記走行手段を制御して、前記ユーザが現在の位置で着座動作を行うことにより前記座面に着座できる位置である着座待受位置まで当該パーソナルモビリティを走行させて、当該着座待受位置に当該パーソナルモビリティを移動させることを特徴とするパーソナルモビリティ。 A personal mobility device used for moving a user,
A seat surface that supports the user's lower back;
A driving means for driving the personal mobility;
A user detection means for detecting a position and a posture of a user in front of the personal mobility;
and a control means,
The control means, when the user detection means detects a user in a seating preparation position in front of the personal mobility, in which the user is preparing to sit, controls the driving means to drive the personal mobility to a seating waiting position where the user can sit on the seat by performing a seating action in the current position, and moves the personal mobility to the seating waiting position .
前記着座準備姿勢は、所定程度、腰をかがめて立っている姿勢であることを特徴とするパーソナルモビリティ。 The personal mobility device according to claim 1,
The personal mobility device is characterized in that the seating preparation posture is a standing posture with the waist bent to a predetermined degree.
前記着座準備姿勢は、所定程度、腰をかがめて当該パーソナルモビリティ方向に顔を向けて立っている姿勢であることを特徴とするパーソナルモビリティ。 The personal mobility device according to claim 1,
The personal mobility device is characterized in that the seating preparation posture is a posture in which the user stands with the waist bent to a predetermined degree and facing the direction of the personal mobility device.
前記ユーザ検出手段は、当該パーソナルモビリティの前方を撮影するカメラと、当該カメラで撮影した映像を解析して当該パーソナルモビリティの前方のユーザの位置と姿勢を認識する認識手段とを有することを特徴とするパーソナルモビリティ。 The personal mobility device according to claim 1, 2 or 3,
The personal mobility characterized in that the user detection means has a camera that captures an image in front of the personal mobility, and a recognition means that analyzes the image captured by the camera to recognize the position and posture of the user in front of the personal mobility.
前記着座待受位置は、前記座面の少なくとも一部が前記ユーザの腿の裏に当接する位置であることを特徴とするパーソナルモビリティ。 A personal mobility device according to claim 1, 2, 3 or 4,
The seating waiting position is a position where at least a part of the seat surface abuts against the soles of the thighs of the user.
前記座面を移動することにより、当該座面の高さを、ユーザが足を地に付けたまま当該座面に着座できる第１の高さと、当該座面に着座したユーザの足が地に届かなくなる、前記第１の高さより高い高さである第２の高さとの間で変更可能な座面移動手段を有し、
前記制御手段は、前記ユーザ検出手段が、当該パーソナルモビリティの前方に、着座を準備する姿勢である着座準備姿勢をとったユーザを検出したときに、前記座面移動手段を制御して、前記座面の高さを前記第１の高さとすると共に、前記走行手段を制御して前記着座待受位置まで当該パーソナルモビリティを走行させて、当該着座待受位置に当該パーソナルモビリティを移動させることを特徴とするパーソナルモビリティ。 A personal mobility device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5,
a seat moving means for changing the height of the seat between a first height at which a user can sit on the seat with their feet on the ground and a second height, which is higher than the first height and at which the feet of the user sitting on the seat do not reach the ground, by moving the seat,
The control means controls the seat moving means to set the height of the seat to the first height when the user detection means detects a user in a seating preparation position, in which the user is preparing to sit, in front of the personal mobility, and controls the running means to run the personal mobility to the seating waiting position, thereby moving the personal mobility to the seating waiting position .
前記座面に加わる圧力に基づいて前記座面へユーザの着座の有無を検出する着座検出手段を有し、
前記制御手段は、前記着座待受位置に当該パーソナルモビリティを移動させた後に、前記着座検出手段がユーザの着座を検出したときに、前記座面移動手段を制御して、前記座面の高さを前記第２の高さとすることを特徴とするパーソナルモビリティ。 The personal mobility device according to claim 6,
a seating detection means for detecting whether or not a user is seated on the seating surface based on a pressure applied to the seating surface,
This personal mobility is characterized in that, after the control means has moved the personal mobility to the seating waiting position, when the seating detection means detects that the user is seated, the control means controls the seat moving means to set the height of the seat to the second height.
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