2011年度卒業研究
「指先マーカを用いた生活環境制御装置の試作」
本山 泰久


■ 概要

 寝たきりの状態にある肢体不自由者は,日常に必要な家電などの機器を操作することが困難であり,情報を入手する手段であるテレビをつけることでさえも,介護者の手を借りる必要がある.例え,リモコンなどのデバイスをベッド上に置いたとしても,手がうまく動かすことができないと,誤操作や,手の動きにより,誤ってベッド上から落としてしまう可能性がある. そこで本研究では,肢体不自由者などの寝たきりで生活しなければならない人を対象に,特別なデバイスを用いずに,生活環境制御装置を操作できることを目的とし,使用者の指先にマーカを貼り,画像処理を用いてマーカの動きを検出して,それらの動きから,生活環境制御装置「なんでもIR」を操作することができるアプリケーションを作成した.


■ 研究の背景と目的


 生活環境制御装置は,スイッチなどを使って身の回りの複数の機器類を動かすことができる装置である.それらの仕様や形状は様々で,それらの中にはリモコンの赤外線データを学習する機能を備えたものも多く存在し,スイッチ状のものやパソコンでの操作が可能なものも存在する.しかし,それでも寝たきりの状態である人には万能とは言うことができない.なぜなら,ベッド上にはマウスやスイッチなどを安定して置く場所がないため,置いたとしても手の動きにより誤ってベッド上から落下してしまう可能性があるためである.
 そこで本研究では,そのようなことが発生しないように指先に目印用の3色のマーカを貼り付けて,USBカメラを使用し,マーカの動きから動作を行う.これにより,特別なデバイスを使用する必要はなく,落下の危険性がないため,ベッド上などでも問題なく操作が可能である.さらに,寝たきりで首などを動かすことができなくても,指を少し動かす程度であるため,利用者の負担は軽微で,手を動かすことができれば操作を行うことが可能である.




■ システムについて

 

(1) 使用する機器



 本システムに使用する機器は, USBカメラ・目印用のマーカ・なんでもIRの3つである.
        
USBカメラ        目印用マーカ           なんでもIR



(2) 操作方法


指先のマーカをUSBカメラで検出する.
親指では左右の動きで動かす器機を選択するモードの切替を行い,人差し指では左右の動きで選択された器機の機能の切替を,上下の動きで割り当てられた操作を実行することができる.



操作方法



(3) システムの流れ



システムの流れ

マーカを動かすことで,テレビ,エアコン,ミュージックプレイヤ,レコーダ,照明などの機器を操作することができる.


■ 実行画面

 作成したアプリケーションについて説明する.
 各マーカが取得した領域に与えられた命令を説明したテキストボックスを,設けた領域と近接する位置に配置したデザインである.各マーカの位置に合わせてテキストボックスが配置されている.


マーカ移動時

図5



各マーカが初期位置から移動すると,テキストボックスの背景色が黄色に変化するようになっており,移動したことがわかりやすいようになっている.


■ まとめ

 本研究では,パソコン上での操作が可能な生活環境制御装置である「なんでもIR」を指先の動きだけで操作することができるアプリケーションを作成した.用いるものは,なんでもIRと,USBカメラ,赤青緑の目印用のマーカ3種類である. カメラがマーカを読み取ることで,領域と割り当てられている操作内容が書かれたテキストボックスが表示され,ユーザが実行したい内容の領域にマーカを移動させることで指定した操作の実行を行うことができる. 青色のマーカでなんでもIRを起動し,赤色のマーカで機器の選択を行い,緑色のマーカで機能を選択し実行できる. これによりユーザはマーカを動かすことで,テレビ,エアコン,ミュージックプレイヤ,レコーダ,照明を操作することができる. 健常者ではあるが,寝たきりの状態で実際に使用して評価してもらった結果,別画面説明型とテキストボックス重畳型のどちらも良好な結果であった. また,生活環境制御装置は工事を必要とするものが多く存在するが,本研究では,多くの家庭に普及しているパソコンを使用したことで,工事をする必要性がないことから,今後,広範囲で利用可能であると考えられる.ただし,マーカを3色用いたことで,使用する場所に制限が生じてしまうことや,枠の大きさが一定なためUSBカメラと使用者の手の距離で指を動かす距離が増減するなど,使用する環境への対処がまだ不十分だった.使用環境に対する問題点を解決すればユーザビリティの向上に繋がり,非常に役立つインタフェースになるものと考えられる.


■ リンク

立命館大学

立命館大学 情報理工学部

情報バリアフリー研究室




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