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JP2007143886A - Electric wheelchair system - Google Patents

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JP2007143886A
JP2007143886A JP2005342748A JP2005342748A JP2007143886A JP 2007143886 A JP2007143886 A JP 2007143886A JP 2005342748 A JP2005342748 A JP 2005342748A JP 2005342748 A JP2005342748 A JP 2005342748A JP 2007143886 A JP2007143886 A JP 2007143886A
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JP
Japan
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electric wheelchair
unit
input
operator
signal
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Pending
Application number
JP2005342748A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Tsuji
敏夫 辻
Kenji Shiba
建次 柴
Ryota Eguchi
良太 江口
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Hiroshima University NUC
Original Assignee
Hiroshima University NUC
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Publication date
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Abstract

【課題】 電動車椅子において、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減する。
【解決手段】 本発明の電動車椅子10は、外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御するものであって、電動駆動するための駆動部8と、駆動部8の動作を制御する制御部5とを備え、制御部5は、駆動部8の動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当するか否かを判定する制限条件判定部5aと、この判定結果に応じて駆動部の動作を制限する動作制限部5bとを備える。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the danger when a problem such as malfunction or malfunction of an input signal occurs in an electric wheelchair.
An electric wheelchair 10 according to the present invention controls the operation of its own device based on an input signal from the outside, and controls a drive unit 8 for electric driving and an operation of the drive unit 8. A control unit 5, and the control unit 5 includes a restriction condition determination unit 5 a that determines whether or not a restriction condition indicating a state in which the operation of the drive unit 8 should be restricted, and a drive unit according to the determination result. An operation restriction unit 5b for restricting the operation of
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、外部からの入力信号(例えば、操作者から検出された生体信号)に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子に関するものである。   The present invention relates to an electric wheelchair that controls the operation of its own device based on an external input signal (for example, a biological signal detected by an operator).

従来、車椅子・義手・義足などの障害者補助機器の制御におけるマン−マシン・インタフェースとして利用者の筋電信号を利用する技術が提案されている。例えば、特許文献1では、図19のような家電製品を制御するロボット構成に代わるものとして、利用者の生体信号から得られる特徴ベクトルと利用者から供給される教示信号とに基づいて電動車椅子等を制御する技術を開示している。図19のロボットは、各種センサに接続されたセンサ部と、カメラに接続された画像認識部と、マイクに接続された音声認識部とを備え、その出力を受ける行動決定部やメカ制御部などを含んでいる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a technique that uses a user's myoelectric signal as a man-machine interface in controlling assistive devices for persons with disabilities such as wheelchairs, artificial hands, and prosthetic legs. For example, in Patent Document 1, an electric wheelchair or the like based on a feature vector obtained from a user's biological signal and a teaching signal supplied from the user, as an alternative to the robot configuration for controlling the home appliance as shown in FIG. A technique for controlling the above is disclosed. The robot shown in FIG. 19 includes a sensor unit connected to various sensors, an image recognition unit connected to a camera, and a voice recognition unit connected to a microphone. Is included.

また、特許文献1では、利用者となる障害者が障害者補助機器の操作ないし制御に適応するための負担を軽減するために、ニューラルネットを利用した適応学習機能を採用し、このニューラルネット適応学習によって、利用者の生体信号からその利用者が意図する制御内容を推定する技術を提案している。筋電位信号などの生体信号を利用すれば、指・手・足などの動きによる操作が不可能な障害者であっても、障害者補助機器を制御することが可能となる。
特開2001−331250号公報(2001年11月30日公開)
Further, in Patent Document 1, an adaptive learning function using a neural network is adopted to reduce a burden for a disabled person who becomes a user to adapt to the operation or control of a disabled person auxiliary device. A technique for estimating the control content intended by the user from the biological signal of the user by learning is proposed. By using biological signals such as myoelectric potential signals, it is possible to control the handicapped assistive device even for a handicapped person who cannot perform operations by movement of fingers, hands, feet, and the like.
JP 2001-331250 A (published on November 30, 2001)

前記従来の障害者補助機器としての電動車椅子には、次の問題が生じていた。   The following problems have occurred in the conventional electric wheelchair as the assisting device for the disabled person.

操作者の生体信号に基づいて、電動車椅子を制御するための制御信号を生成する場合、前述のニューラルネット等の利用によって生成する制御信号の精度やその適切さを向上させることはできるものの、現状、生体信号に基づいて常に的確な制御信号を生成することは難しい。   When generating a control signal for controlling an electric wheelchair based on an operator's biological signal, the accuracy and appropriateness of the control signal generated by using the above-described neural network can be improved. It is difficult to always generate an accurate control signal based on the biological signal.

しかしながら、通常、電動車椅子は、操作者たる障害者の移動手段となるので、その誤動作は、交通事故、階段や坂道からの転落などの重大な事故を招くことになる。また、操作者の急病など何らかの事情に起因して、一時的にでも入力信号が途絶えた場合には、電動車椅子が制御不能となるので、極めて危険な状態に陥る。   However, since the electric wheelchair is usually a means for moving the handicapped person, the malfunction causes a serious accident such as a traffic accident or a fall from a staircase or a slope. In addition, if the input signal is temporarily interrupted due to some reason such as an operator's sudden illness, the electric wheelchair becomes uncontrollable, resulting in a very dangerous state.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減することができる電動車椅子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric wheelchair that can reduce a danger when a problem such as malfunction or malfunction of an input signal occurs. .

本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、電動駆動するための駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記入力信号の入力状態が、前記駆動部の動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当するか否かを判定する制限条件判定部と、前記制限条件判定部が、前記入力信号の入力状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an electric wheelchair according to the present invention is an electric wheelchair that controls the operation of its own device based on an input signal from the outside, and includes a drive unit for electrically driving, A control unit that controls the operation, and the control unit determines whether or not the input state of the input signal satisfies a limit condition indicating a state in which the operation of the drive unit should be limited And an operation restriction unit that restricts the operation of the drive unit when the restriction condition determination unit determines that the input state of the input signal corresponds to the restriction condition.

上記の構成によれば、制御部の働きにおいて、制限条件判定部は、入力信号の入力状態が所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部は前記駆動部の動作を制限する。 上記制限条件の該当例としては、所定時間をこえて入力信号の入力が途絶えた場合や、正常範囲をこえる振幅の入力信号が入力された場合などを挙げることができる。また、動作の制限の態様は、特に限定されないが、例えば、電動車椅子の動作を停止させたり、あらたな指示入力を受け付けないようにしたりする態様などが考えられる。   According to the above configuration, in the operation of the control unit, the limiting condition determining unit determines whether or not the input state of the input signal corresponds to the predetermined limiting condition, and as a result of this determination, the input state of the input signal is When it is determined that the restriction condition is satisfied, the operation restriction unit restricts the operation of the driving unit. Applicable examples of the limiting conditions include a case where input of an input signal is interrupted for a predetermined time or an input signal having an amplitude exceeding the normal range. Moreover, although the aspect of restriction | limiting of operation | movement is not specifically limited, For example, the aspect of stopping operation | movement of an electric wheelchair or not accepting a new instruction input etc. can be considered.

これにより、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減できるので、電動車椅子の利用ないし制御をより安全なものとすることが可能となる。   Thereby, since the danger when problems, such as malfunctioning and a malfunction of an input signal, can be reduced, it becomes possible to use or control an electric wheelchair more safely.

本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、電動駆動するための駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記駆動部の動作状態が、当該動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当しているか否かを判定する制限条件判定部と、前記制限条件判定部が、前記駆動部の動作状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an electric wheelchair according to the present invention is an electric wheelchair that controls the operation of its own device based on an input signal from the outside, and includes a drive unit for electrically driving, A control unit that controls the operation, and the control unit determines whether or not the operation state of the drive unit satisfies a limit condition indicating a state in which the operation should be limited, and The limiting condition determining unit includes an operation limiting unit that limits the operation of the driving unit when the operating state of the driving unit is determined to satisfy the limiting condition.

上記の構成によれば、制御部の働きにおいて、制限条件判定部は、前記駆動部の動作状態が、所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部は前記駆動部の動作を制限する。   According to the above configuration, in the operation of the control unit, the limiting condition determining unit determines whether the operation state of the driving unit satisfies a predetermined limiting condition, and as a result of the determination, the input signal is input. When it is determined that the state corresponds to the restriction condition, the operation restriction unit restricts the operation of the drive unit.

上記制限条件の該当例としては、駆動部の動作が所定時間をこえて同じ動作内容となっている場合や、急発進後の急停車など、連続的に動作すべきではない複数の動作をしようとした場合等が挙げられる。   Applicable examples of the above restriction conditions include attempts to perform a plurality of operations that should not be performed continuously, such as when the operation of the drive unit has the same operation content over a predetermined time, or sudden stop after sudden start And the like.

所定時間の間、入力信号の入力が途絶えた場合や、正常範囲をこえる振幅の入力信号が入力された場合などを挙げることができる。また、動作の制限の態様は、特に限定されないが、例えば、電動車椅子の動作を停止させたり、あらたな指示入力を受け付けないようにしたりする態様などが考えられる。   Examples include a case where input of an input signal is interrupted for a predetermined time, or a case where an input signal having an amplitude exceeding the normal range is input. Moreover, although the aspect of restriction | limiting of operation | movement is not specifically limited, For example, the aspect of stopping operation | movement of an electric wheelchair or not accepting a new instruction input etc. can be considered.

これにより、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減できるので、電動車椅子の利用ないし制御をより安全なものとすることが可能となる。   Thereby, since the danger when problems, such as malfunctioning and a malfunction of an input signal, can be reduced, it becomes possible to use or control an electric wheelchair more safely.

また、本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、上記の構成において、前記入力信号は、外部からの無線通信を介して入力されることが好ましい。   Moreover, in order to solve the said subject, the electric wheelchair which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said input signal is input via the radio | wireless communication from the outside in said structure.

上記の構成によれば、前記入力信号は、外部からの無線通信を介して入力されるので、操作者は遠隔の場所から電動車椅子を制御することができる。   According to said structure, since the said input signal is input via the radio | wireless communication from the outside, the operator can control an electric wheelchair from a remote place.

これにより、操作者は、電動車椅子を自らの身体の一部としての移動手段に用いるだけでなく、電動車椅子を自分の身代わり(エージェント)として遠隔操作することにより、幅広い状況に応じ、多彩な用途に利用することが可能となる。例えば、ベッドに寝たきり状態となっている操作者が、電動車椅子を遠隔操作して、離れた場所で電動車椅子に作業をさせることができるようになる。   As a result, the operator can not only use the electric wheelchair as a means of movement as a part of his / her body, but also remotely control the electric wheelchair as his / her own agent (agent), so that it can be used in a variety of situations. It becomes possible to use it. For example, an operator who is bedridden can remotely operate the electric wheelchair and cause the electric wheelchair to work at a remote location.

また、本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、上記の構成において、前記入力信号は、操作者から検出された生体信号であって、前記制御部は、前記生体信号をニューラルネットワークに入力することによって、前記駆動部の動作を制御する制御信号を生成することが好ましい。   In order to solve the above-described problem, the electric wheelchair according to the present invention has the above-described configuration, wherein the input signal is a biological signal detected from an operator, and the control unit performs neural processing on the biological signal. It is preferable to generate a control signal for controlling the operation of the driving unit by inputting to the network.

上記の構成によれば、操作者は、自らの生体信号とそれを入力とするニューラルネットワークの存在によって、煩雑なボタン操作やレバー操作によって電動車椅子を制御する必要がなくなる。例えば、操作者の筋電位信号などの生体信号に基づいて、電動車椅子を制御することができるので、指・手・足などの動きによる操作をすることができない障害者であっても、電動車椅子を操作することが可能となる。   According to the above configuration, the operator does not need to control the electric wheelchair by complicated button operation or lever operation due to the presence of his / her biological signal and a neural network that receives the biological signal. For example, since the electric wheelchair can be controlled based on a biological signal such as myoelectric potential signal of the operator, even the disabled person who cannot operate by movement of fingers, hands, feet, etc. Can be operated.

また、本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、上記の構成において、周囲の撮影画像に応じた画像データを生成する撮影部と、該撮影部が生成した画像データを外部に送信する送信部とを備えることが好ましい。   In order to solve the above problems, an electric wheelchair according to the present invention has an imaging unit that generates image data according to a surrounding captured image, and image data generated by the imaging unit externally in the configuration described above. It is preferable to provide a transmission unit for transmission.

上記の構成によれば、撮影部によって電動車椅子の周囲が撮影され、その画像データが、外部装置に対して送信される。したがって、画像データの受信者(受信者は、操作者と同じ場合もあるし、操作者とは異なる場合もある)は、電動車椅子の動作状況やその周囲環境を遠隔から把握することが容易となる。   According to said structure, the circumference | surroundings of an electric wheelchair are image | photographed by the imaging | photography part, and the image data are transmitted with respect to an external device. Therefore, it is easy for the receiver of the image data (the receiver may be the same as the operator or may be different from the operator) to remotely understand the operation status of the electric wheelchair and the surrounding environment. Become.

本発明に係る電動車椅子によれば、誤動作や入力信号の不調などが生じたときの危険を軽減することができる。また、本発明に係る電動車椅子は、遠隔操作することにより、幅広い状況に応じ、多彩な用途に利用することができる。   According to the electric wheelchair according to the present invention, it is possible to reduce the danger when a malfunction or an input signal malfunction occurs. In addition, the electric wheelchair according to the present invention can be used for various purposes according to a wide range of situations by being remotely operated.

本発明の一実施形態に係る電動車椅子10について、図1〜図18に基づいて説明すると以下の通りである。
・ システム構成)
図1は、電動車椅子10の概略構成を示すブロック図である。電動車椅子10は、操作者の生体信号を検出する入力部1と、生体信号から特徴量を抽出するための信号前処理を行う生体信号処理部2と、特徴量に基づいて操作者の意図や状態に対する事後確率を出力するニューラルネットワーク(NN)部3と、NN部3が出力した事後確率に基づいて操作者の意図や状態を識別し、識別の際には事後確率から計算されるエントロピーに基づいて、誤識別を回避し、また、識別した結果に基づいて階層的に整理されたコマンド群から送信するコマンドを決定する出力信号処理部4と、電動車椅子10への指示入力ないしその動作を制御する制御部5と、生体信号処理部2やNN部3あるいは出力信号処理部4で使用する各種パラメータを操作者個人毎に保存や呼び出しを行うことを可能とするデータベース部6と、出力信号処理部4で決定したコマンドを有線または無線[赤外線、超音波、あるいは電波(例えば、IEEE802.11b,g,aなど無線LAN規格]によって駆動部8に送信する送信部7と、電動車椅子10を電動駆動するための駆動部8とを備えている。
An electric wheelchair 10 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
· System configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the electric wheelchair 10. The electric wheelchair 10 includes an input unit 1 that detects an operator's biological signal, a biological signal processing unit 2 that performs signal preprocessing for extracting a feature amount from the biological signal, an operator's intention and The neural network (NN) unit 3 that outputs the posterior probability for the state, and the operator's intention and state are identified based on the posterior probability output by the NN unit 3, and the entropy calculated from the posterior probability is used for identification. Based on the output signal processing unit 4 for determining a command to be transmitted from the command group arranged hierarchically based on the identified result, and an instruction input to the electric wheelchair 10 or its operation. A database that enables the control unit 5 to be controlled and various parameters used in the biological signal processing unit 2, the NN unit 3, or the output signal processing unit 4 to be stored and called for each individual operator. 6 and a transmission unit 7 that transmits the command determined by the output signal processing unit 4 to the drive unit 8 by wire or wireless [infrared, ultrasonic, or radio waves (for example, wireless LAN standards such as IEEE802.11b, g, a)]. And a drive unit 8 for electrically driving the electric wheelchair 10.

入力部1に入力される生体信号は、操作者の生体から得られる電気信号または電気信号に変換可能ないかなる生体信号であってもよい。このような生体信号の代表例としては、筋肉の筋電位信号や脳電位信号あるいは脳の磁界信号などの信号が挙げられる。他にも、生体内部の深層的な情報を得る生体信号として、皮膚抵抗、血流量、筋音、眼振、末梢部の体温、血圧、心音、脈圧などがあり、これらは、僅かな訓練により、意図的に制御することができるので、本発明の生体信号を利用したリモートコントローラの入力信号として用いることができる。さらには、表層的な生体信号として、1)入力装置にマイクロフォンを用いる音声や単なる発声、2)入力装置に光ファイバを利用した曲げセンサを用いた手足などの部位の形状、3)入力装置にジャイロやひずみセンサあるいは加速度センサなどを用いた体肢の運動姿勢や運動加速度、4)画像の変化を捉えるビジョンセンサを用いた体肢の運動姿勢や運動加速度、5)圧力センサを用いた圧力分布、6)超音波や光による位置センサを用いた体肢の姿勢、7)放射温度計を用いた手のひら等の温度、8)視線センサを用いた眼球位置、9)呼吸による風力や呼吸の温度、等による信号など、種々のものを用いることができる。   The biological signal input to the input unit 1 may be an electrical signal obtained from an operator's biological body or any biological signal that can be converted into an electrical signal. Typical examples of such biological signals include signals such as muscle myoelectric potential signals, brain potential signals, and brain magnetic field signals. In addition, there are skin signals, blood flow, muscle sounds, nystagmus, peripheral body temperature, blood pressure, heart sounds, pulse pressure, etc., as biological signals for obtaining deep information inside the living body. Therefore, it can be intentionally controlled, and can be used as an input signal of a remote controller using the biological signal of the present invention. Furthermore, as surface biosignals, 1) voice or simple utterance using a microphone for the input device, 2) shape of a part such as a limb using a bending sensor using an optical fiber for the input device, and 3) Body posture and motion acceleration using gyros, strain sensors, acceleration sensors, etc. 4) Body posture and motion acceleration using vision sensor that captures image changes 5) Pressure distribution using pressure sensor , 6) posture of the limb using a position sensor by ultrasonic waves or light, 7) temperature of the palm using a radiation thermometer, 8) eyeball position using a gaze sensor, 9) wind force or breathing temperature by breathing Various signals such as a signal by, etc. can be used.

制御部5は、CPU等からなり電動車椅子10全体の動作制御を司る機能を備えており、その内部構成として、制限条件判定部5aおよび動作制限部5bを備えている。制限条件判定部5aは、後述のとおり、入力部1に入力される入力状態または駆動部8の動作状態が、駆動部8の動作を制限すべき状態を示す所定の制限条件に該当するか否かを判定する機能ブロックである。また、動作制限部5bは、制限条件判定部5aの判定結果に基づいて、駆動部8の動作を制限する機能ブロックである。   The control unit 5 is composed of a CPU or the like and has a function for controlling the operation of the entire electric wheelchair 10. The control unit 5 includes a limiting condition determination unit 5 a and an operation limiting unit 5 b as its internal configuration. As described later, the restriction condition determination unit 5a determines whether the input state input to the input unit 1 or the operation state of the drive unit 8 corresponds to a predetermined restriction condition indicating a state in which the operation of the drive unit 8 should be restricted. It is a functional block for determining whether or not. The operation restriction unit 5b is a functional block that restricts the operation of the drive unit 8 based on the determination result of the restriction condition determination unit 5a.

駆動部8は、電動車椅子10の動力源を供給するとともに、電動車椅子10の各種動作、例えば移動やその速度ないし方向転換、電動車椅子10に備えられたディスプレイ(後述)などの各種電子機器の動作を制御する駆動部材である。すなわち、駆動部8は、電動にて回転力を得るモータ,各種ギア装置,駆動力伝達部材,これらを制御する各種電子回路などから構成されている。   The drive unit 8 supplies a power source for the electric wheelchair 10 and performs various operations of the electric wheelchair 10 such as movement, speed and direction change thereof, and operations of various electronic devices such as a display (described later) provided in the electric wheelchair 10. It is a drive member which controls. That is, the drive unit 8 includes a motor that obtains rotational force by electric drive, various gear devices, a driving force transmission member, and various electronic circuits that control these.

なお、上記では、電動車椅子10の各構成は、すべて車椅子の構成として一体的に設けられていることを前提として説明しているが、後述のように、一部の構成については、電動車椅子10の外部構成としてもよい。   In the above description, the configuration of the electric wheelchair 10 is described on the assumption that all components are provided integrally as a configuration of the wheelchair. However, as will be described later, for some configurations, the electric wheelchair 10 is provided. The external configuration may be used.

この電動車椅子10を使用するに当たっては、まず、リモートコントローラの制御に使用する生体信号に応じたセンサを、操作者の体に装着する。その生体信号は、生体信号の入力部へ入力される。ここで、生体信号として用いるのは、筋肉の筋電位信号や脳電位信号あるいは脳の磁界信号などの信号である。これらの信号は、よく知られている様に、それぞれ異なった入力端子あるいは異なった入力装置を用いて入力されるので、これらを操作者に適合する様に選択して入力部1の入力手段(入力1,入力2,・・・,入力n)を切り換えることが望ましい。選択された入力端子あるいは入力装置からの生体信号は、さらに生体信号処理部で、前記生体信号の特徴量を抽出する。この際、操作者は、制御部5からの入力信号や前記特徴量についての信号伝達により、入力信号やリモートコントローラの動作状況や認識状況を知ることができる。   In using the electric wheelchair 10, first, a sensor corresponding to a biological signal used for control of the remote controller is mounted on the operator's body. The biological signal is input to the input portion of the biological signal. Here, signals such as muscle myoelectric potential signals, brain potential signals, or brain magnetic field signals are used as the biological signals. As is well known, these signals are input using different input terminals or different input devices, so that they are selected so as to suit the operator and input means ( It is desirable to switch between input 1, input 2,..., Input n). The biological signal from the selected input terminal or input device is further extracted by the biological signal processing unit with the feature value of the biological signal. At this time, the operator can know the input signal, the operation status of the remote controller, and the recognition status by transmitting the input signal from the control unit 5 and the signal about the feature amount.

電動車椅子10の操作に先立ち、操作者の障害度など様々な条件・状態にリモートコントローラを適応させるために、操作者の選択した生体信号、それに含まれる個人差、疲労や発汗などによる時間変動、電極を張った位置について、ニューラルネット学習用のデータを抽出しておくことが好ましい。教師信号入力部へ教師信号を入力してニューラルネット学習を実行した結果、操作者の生体信号から操作者の意図する制御コマンドの推定が可能になる。複数の操作者がいる場合には、それぞれの操作者のデータをそれぞれに抽出してデータベース部6に保存しておく。   Prior to the operation of the electric wheelchair 10, in order to adapt the remote controller to various conditions and states such as the degree of failure of the operator, the biological signal selected by the operator, individual differences included therein, time fluctuation due to fatigue, sweating, It is preferable to extract neural network learning data for the position where the electrode is stretched. As a result of executing the neural network learning by inputting the teacher signal to the teacher signal input unit, the control command intended by the operator can be estimated from the biological signal of the operator. When there are a plurality of operators, the data of each operator is extracted and stored in the database unit 6.

出力信号処理部4では、NN部が出力した事後確率に基づいて操作者の意図や状態を識別する。識別の際には、事後確率から計算されるエントロピーに基づいて、誤識別を回避することが好ましい。   The output signal processing unit 4 identifies the intention and state of the operator based on the posterior probability output by the NN unit. In identification, it is preferable to avoid misidentification based on entropy calculated from the posterior probability.

また、制御部5は、識別の際、計測した生体信号や抽出した特徴量やコントローラの操作についての事後確率あるいは利用者の識別結果などのリモートコントローラで取り扱う情報を適宜設けられるディスプレイ(後述)を通じて利用者に伝達することが好ましい。
(2.遠隔操作)
図2は、操作者が電動車椅子10を遠隔操作する場合のシステム構成例を示す図である。同図においては、入力部1、生体信号処理部2、NN部3、出力信号処理部4、制御部5、データベース部6を、センサユニットおよびパーソナルコンピュータ(PC)から構成されるコントローラ1が担っている。コントローラ1からの制御信号は、ルータ(図1の送信部7に相当)を介し、無線LANによって電動車椅子10に内蔵されたコントローラ2ないし駆動部8に送信される。
Further, the controller 5 uses a display (to be described later) where information handled by the remote controller such as the measured biological signal, the extracted feature value, the posterior probability of the operation of the controller, or the identification result of the user is appropriately provided. It is preferable to communicate to the user.
(2. Remote operation)
FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration example when an operator remotely operates the electric wheelchair 10. In the figure, an input unit 1, a biological signal processing unit 2, an NN unit 3, an output signal processing unit 4, a control unit 5, and a database unit 6 are handled by a controller 1 including a sensor unit and a personal computer (PC). ing. A control signal from the controller 1 is transmitted via a router (corresponding to the transmission unit 7 in FIG. 1) to the controller 2 or the drive unit 8 built in the electric wheelchair 10 by wireless LAN.

上記の構成においては、コントローラ1およびコントローラ2との通信を無線LANで結ぶことにより、電動車椅子10の遠隔操作が可能となっている。すなわち、操作者から得られた生体信号を、無線通信を用いてコントローラ1に送信する。コントローラ1では、生体信号から操作者の操作意図を推定し、その推定結果を、無線LANを利用してコントローラ2に送ることによって、電動車椅子10を操作する。   In said structure, the remote control of the electric wheelchair 10 is possible by connecting communication with the controller 1 and the controller 2 by wireless LAN. That is, the biological signal obtained from the operator is transmitted to the controller 1 using wireless communication. The controller 1 estimates the operator's operation intention from the biological signal, and sends the estimation result to the controller 2 using a wireless LAN, thereby operating the electric wheelchair 10.

このような遠隔操作を行う場合には、電動車椅子10に、周囲の撮影画像に応じた画像データを生成する撮影部と、この撮影部が生成した画像データを外部に送信する送信部とを備えることが好ましい。   When performing such remote operation, the electric wheelchair 10 includes an imaging unit that generates image data according to surrounding captured images, and a transmission unit that transmits the image data generated by the imaging unit to the outside. It is preferable.

例えば、電動車椅子10に、図3のようなインテリジェントタイプのインタフェースユニットを設けることが好ましい。図3のインタフェースユニットには、駆動用低速モータの働きによって任意の方向に回転制御することのできる液晶ディスプレイ、この液晶ディスプレイに備え付けられたカメラ(撮像部)、マイク、IRLEDリモートコントローラ(後述)、電動車椅子10のアームテーブルに内蔵されたコントローラ2が備えられている。このようなインタフェースユニットを利用すれば、電動車椅子10の操作者は、電動車椅子10から離れた場所からであっても、電動車椅子10の周囲の様子(画像や音声)を確認しながら、電動車椅子10の周囲の人々と会話することが可能となる。また、操作者(コントローラ1)側にもカメラやマイクを設け、そのカメラで撮影した画像を電動車椅子10のディスプレイに映したり、マイクで拾った音を電動車椅子10のスピーカから出力したりすることもできる。すなわち、これら構成によれば、電動車椅子10を、リアルタイムの遠隔コミュニケーションを実現するコミュニケーションツールないしエージェントとして活用することができる。   For example, the electric wheelchair 10 is preferably provided with an intelligent type interface unit as shown in FIG. The interface unit shown in FIG. 3 includes a liquid crystal display that can be controlled to rotate in any direction by the action of a driving low-speed motor, a camera (imaging unit), a microphone, an IRLED remote controller (described later) provided in the liquid crystal display, A controller 2 built in the arm table of the electric wheelchair 10 is provided. By using such an interface unit, the operator of the electric wheelchair 10 can check the state (images and sounds) around the electric wheelchair 10 even from a place away from the electric wheelchair 10. It is possible to talk with 10 surrounding people. In addition, a camera and a microphone are also provided on the operator (controller 1) side, and an image photographed by the camera is displayed on the display of the electric wheelchair 10, and a sound picked up by the microphone is output from the speaker of the electric wheelchair 10. You can also. That is, according to these configurations, the electric wheelchair 10 can be utilized as a communication tool or agent that realizes real-time remote communication.

このように、無線LANを含むインターネット通信を用いて、操作者が電動車椅子10を遠隔操作するのであれば、その原理上、操作者は、電動車椅子10が操作者と異なる部屋に位置している場合であっても、電動車椅子10が外国に位置している場合であっても、何らの問題なく遠隔操作することが可能である。   As described above, if the operator remotely controls the electric wheelchair 10 using the Internet communication including the wireless LAN, in principle, the operator is located in a room different from the operator. Even if it is a case, even if it is a case where the electric wheelchair 10 is located in a foreign country, it is possible to operate remotely without any problem.

なお、遠隔操作のときに、入力部1以外の構成を電動車椅子10(コントローラ2)に備える構成とすることも考えられるが、電動車椅子10に、生体信号を直接送信すると、送信データ量が多すぎたり、システムへの負荷が大きすぎたりするために、システムの動作が不安定となる可能性がある。   In addition, it is conceivable that the configuration other than the input unit 1 is provided in the electric wheelchair 10 (controller 2) during remote operation. However, if a biological signal is directly transmitted to the electric wheelchair 10, a large amount of data is transmitted. The system operation may become unstable because it is too large or the load on the system is too large.

翻って、図2の構成によれば、センサユニットおよびパーソナルコンピュータ(PC)から構成されるコントローラ1において、電動車椅子10に指示すべき制御内容が決定されたときにのみ、決定された制御信号を送信することができる。これにより、無線操作におけるデータの転送量を少なくして、システム動作を安定させることが可能となる。例えば、生体信号として筋電位信号を検出する場合、1チャンネルあたり、0.5秒間に1回の計測信号(8バイト相当)を送信するとすれば、2チャンネルでは、計32バイト/秒の速度でデータを送信し続ける必要が生じるが、決定された制御信号のみを送信する方式を採用すれば、2バイト/秒程度のデータ送信で十分と考えられる。
(3.操作インタフェース)
操作者が電動車椅子10を操作する場合は、操作者が使用可能な制御コマンド形態、例えば選択肢の数、をデータベースに記録された情報をもとに決め、それぞれの操作者に適合させた階層的な操作メニューから目的の操作を選択することが好ましい。図4は、操作者に提示される操作メニューの一例である。図4の操作メニューには、操作コマンド(前進・後退など)が表示されており、操作者がコマンドを選択する動作をすると前進・後退などのコマンドが順番に選ばれていく。そして、所望するコマンドが選択されたとき、操作者がコマンドを決定する動作を行うことで、操作指示を入力することができる。図4の右側に示されたバーは、自動停止(後述)までの時間を表しており、バー内の帯状表示がバーの下方から徐々に伸びて、バーの上方に達すると、電動車椅子10は自動停止する。
In contrast, according to the configuration of FIG. 2, the controller 1 configured by the sensor unit and the personal computer (PC) only transmits the determined control signal when the control content to be instructed to the electric wheelchair 10 is determined. Can be sent. As a result, it is possible to stabilize the system operation by reducing the data transfer amount in the wireless operation. For example, when a myoelectric signal is detected as a biological signal, if a measurement signal (equivalent to 8 bytes) is transmitted once per 0.5 second per channel, the total speed at 32 channels / second is 2 channels. Although it is necessary to continue transmitting data, if a method of transmitting only the determined control signal is employed, it is considered that data transmission of about 2 bytes / second is sufficient.
(3. Operation interface)
When the operator operates the electric wheelchair 10, the control command form that can be used by the operator, for example, the number of options, is determined based on information recorded in the database, and is hierarchically adapted to each operator. It is preferable to select a target operation from a simple operation menu. FIG. 4 is an example of an operation menu presented to the operator. In the operation menu of FIG. 4, operation commands (forward / backward, etc.) are displayed. When the operator performs an operation of selecting a command, commands such as forward / backward are sequentially selected. When a desired command is selected, the operator can input an operation instruction by performing an operation for determining the command. The bar shown on the right side of FIG. 4 represents the time until automatic stop (described later). When the belt-like display in the bar gradually extends from the lower side of the bar and reaches the upper side of the bar, the electric wheelchair 10 is Stop automatically.

操作者は、このような操作メニューを確認しながら、所定の生体信号を電動車椅子10に付与することによって、指示操作の選択をすることができる。すなわち、入力部1への生体信号の入力によって、操作者は、電動車椅子10の駆動部8を制御し、電動車椅子10の各種動作、例えば移動やその速度ないし方向転換、各種インタフェースユニットの動作などを制御することができる。   The operator can select an instruction operation by giving a predetermined biological signal to the electric wheelchair 10 while confirming such an operation menu. In other words, the operator controls the drive unit 8 of the electric wheelchair 10 by inputting a biological signal to the input unit 1, and performs various operations of the electric wheelchair 10, such as movement, speed or direction change thereof, operations of various interface units, and the like. Can be controlled.

ただし、生体信号を入力信号とする場合、各種ノイズなどの影響で誤識別をしてしまうことがある。このような誤識別に基づいて、電動車椅子10を制御してしまう危険性を軽減するために、電動車椅子10は、所定回数(N回、任意の回数に変更可能)連続して同じ操作指示(識別結果)が与えられた場合にのみ、その指示を実行するようにすることも好ましい。ただし、「停止」指示については、動作安全の確保上、このような構成の採用が好ましくない場合もある。   However, when a biological signal is used as an input signal, it may be erroneously identified due to various noises. In order to reduce the risk of controlling the electric wheelchair 10 based on such misidentification, the electric wheelchair 10 is continuously operated by the same operation instruction (N times, can be changed to an arbitrary number). It is also preferable to execute the instruction only when the identification result is given. However, the “stop” instruction may not be preferably adopted in order to ensure operational safety.

また、操作者が、電動車椅子10自体の動作だけでなく、電動車椅子10の動作ないし制御を介して、他の外部機器を制御できるようにすることも好ましい。例えば、電動車椅子10が家電機器を操作するリモートコントローラを搭載しており、操作者が、電動車椅子10に指示を与えることによって、電動車椅子10がこれら家電機器を制御する構成が考えられる。   It is also preferable that the operator can control other external devices not only through the operation of the electric wheelchair 10 itself but also through the operation or control of the electric wheelchair 10. For example, the electric wheelchair 10 mounts the remote controller which operates household appliances, and when the operator gives the instruction | indication to the electric wheelchair 10, the structure which the electric wheelchair 10 controls these household appliances can be considered.

例えば、上記リモートコントローラとして、全方位360度の指向性を有するIRLEDリモートコントローラを設けることができる。IRLEDリモートコントローラは赤外線を用いるため、壁を隔てているような状況では、家電機器などの被制御機器に制御信号を送ることができないが、そのような場合には、電動車椅子10を遠隔操作するなどして、赤外線が被制御機器に届く位置に、電動車椅子10を移動させればよい。   For example, an IRLED remote controller having directivity of 360 degrees in all directions can be provided as the remote controller. Since the IRLED remote controller uses infrared rays, a control signal cannot be sent to a controlled device such as a home appliance in a situation where a wall is separated. In such a case, the electric wheelchair 10 is remotely operated. For example, the electric wheelchair 10 may be moved to a position where infrared rays reach the controlled device.

これら構成を採用すれば、操作者のエージェントとして、電動車椅子10の利用価値をより高めることが可能になる。すなわち、操作者は、電動車椅子を自らの身体の一部としての移動手段に用いるだけでなく、電動車椅子を自分の身代わり(エージェント)として遠隔操作することにより、幅広い状況に応じ、多彩な用途に利用することが可能となる。例えば、ベッドに寝たきり状態となっている操作者が、電動車椅子を遠隔操作して、離れた場所で電動車椅子に作業をさせることができるようになる。   If these configurations are employed, the utility value of the electric wheelchair 10 can be further increased as an operator's agent. In other words, the operator can not only use the electric wheelchair as a means of movement as a part of his / her body, but also remotely operate the electric wheelchair as his / her own agent (agent) for a wide variety of situations. It can be used. For example, an operator who is bedridden can remotely operate the electric wheelchair and cause the electric wheelchair to work at a remote location.

さらには、移動範囲(例えば屋内の部屋構造)をマップ情報として、電動車椅子10に記憶させておくことによって、電動車椅子10(エージェント)が自動的に目的地まで移動する構成としてもよい。図5は、このようなマップ情報の一例を示す図である。このようなマップ情報があれば、操作者は、前述のコントローラ1に備えられたディスプレイの表示を確認しながら、電動車椅子10(エージェント)の目的地などを指示するだけで簡単に遠隔操作を実現することができる。   Further, the electric wheelchair 10 (agent) may automatically move to the destination by storing the moving range (for example, indoor room structure) in the electric wheelchair 10 as map information. FIG. 5 is a diagram showing an example of such map information. If there is such map information, the operator can easily perform remote operation simply by instructing the destination of the electric wheelchair 10 (agent) while confirming the display of the display provided in the controller 1 described above. can do.

上記の機能を有する電動車椅子10の動作フローの一例を示せば、図6のとおりである。
(4.動作制限)
電動車椅子10は、制御部5の内部構成として、制限条件判定部5aおよび動作制限部5bを備えている(図1参照)。前述のとおり、制限条件判定部5aは、入力信号または駆動部8の動作状態が、駆動部8の動作を制限すべき状態を示す所定の制限条件に該当するか否かを判定する機能ブロックである。また、動作制限部5bは、制限条件判定部5aの判定結果に基づいて、駆動部8の動作を制限する機能ブロックである。
An example of the operation flow of the electric wheelchair 10 having the above function is as shown in FIG.
(4. Operation restriction)
The electric wheelchair 10 includes a restriction condition determination unit 5a and an operation restriction unit 5b as an internal configuration of the control unit 5 (see FIG. 1). As described above, the limiting condition determination unit 5a is a functional block that determines whether the input signal or the operating state of the driving unit 8 satisfies a predetermined limiting condition indicating a state in which the operation of the driving unit 8 should be limited. is there. The operation restriction unit 5b is a functional block that restricts the operation of the drive unit 8 based on the determination result of the restriction condition determination unit 5a.

以下、これら機能ブロックの具体的動作例について説明する。
(4−1.入力信号の状態に基づく動作制限例)
制御部5の働きにおいて、制限条件判定部5aは、入力信号の入力状態が所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部5bは駆動部8の動作を制限する。
Hereinafter, specific operation examples of these functional blocks will be described.
(4-1. Example of operation restriction based on input signal state)
In the operation of the control unit 5, the limiting condition determination unit 5 a determines whether or not the input state of the input signal corresponds to a predetermined limiting condition, and as a result of this determination, the input state of the input signal corresponds to the limiting condition. If it is determined, the operation restriction unit 5b restricts the operation of the drive unit 8.

上記制限条件の該当例としては、所定時間をこえて入力信号の入力が途絶えた場合や、正常範囲をこえる振幅の入力信号が入力された場合などを挙げることができる。   Applicable examples of the limiting conditions include a case where input of an input signal is interrupted for a predetermined time or an input signal having an amplitude exceeding the normal range.

例えば、制御部5から、本来の制御信号とは別に、2Hz〜5Hz程度の周期的な信号を送信しておき、この周期的信号の入力が途絶えた場合には、電動車椅子10は、入力側装置の動作が異常であると判定して、その後の指示を受け付けないようにする。これにより、入力装置やその周辺装置に異常が生じた場合であっても、電動車椅子10の誤動作や暴走動作を回避することができる。   For example, when a periodic signal of about 2 Hz to 5 Hz is transmitted from the control unit 5 separately from the original control signal, and the input of the periodic signal is interrupted, the electric wheelchair 10 is connected to the input side. It is determined that the operation of the apparatus is abnormal, and subsequent instructions are not accepted. Thereby, even if it is a case where abnormality arises in an input device or its peripheral device, malfunction and runaway operation of electric wheelchair 10 can be avoided.

他の例としては、電動車椅子10が入力信号を所定時間受信しなかった場合に、電動車椅子10を停止させる構成が挙げられる(自動停止)。すなわち、操作者が何らかの原因で、電動車椅子10を操作できなくなったときには、電動車椅子10が走行を続けると、障害物に衝突してしまうなど危険であるから、電動車椅子10を停止させるものとする。
(4−2.駆動部の動作状態に基づく動作制限例)
制御部5の働きにおいて、制限条件判定部5aは、駆動部8の動作状態が所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部5bは駆動部8の動作を制限する。
Another example is a configuration in which the electric wheelchair 10 is stopped when the electric wheelchair 10 does not receive an input signal for a predetermined time (automatic stop). That is, when the operator cannot operate the electric wheelchair 10 for some reason, the electric wheelchair 10 is stopped because the electric wheelchair 10 collides with an obstacle if the electric wheelchair 10 continues to travel. .
(4-2. Example of operation restriction based on operation state of drive unit)
In the operation of the control unit 5, the limiting condition determination unit 5 a determines whether or not the operation state of the driving unit 8 satisfies a predetermined limiting condition, and as a result of this determination, the input state of the input signal is set to the limiting condition. If it is determined that this is the case, the operation restriction unit 5 b restricts the operation of the drive unit 8.

上記制限条件の該当例としては、駆動部の動作が所定時間をこえて同じ動作内容となっている場合や、急発進後の急停車など、連続的に動作すべきではない複数の動作をしようとした場合等が挙げられる。   Applicable examples of the above restriction conditions include attempts to perform a plurality of operations that should not be performed continuously, such as when the operation of the drive unit has the same operation content over a predetermined time, or sudden stop after sudden start And the like.

例えば、操作者は、生体信号に基づく指示入力がきちんと行われるように意識するあまり、過度に長い時間、動作をとり続けることがある。このような場合には、連続して制御信号が、電動車椅子10に付与され続けることになり、電動車椅子10の動作が操作者の意図しないものとなるおそれがある。そこで、電動車椅子10では、動作指示を一度受け付けたら、その後所定時間は受信信号を無視するものとする。ただし、安全確保のために、緊急停止用の特別な指示がなされた場合には、この限りではない。   For example, the operator may continue to operate for an excessively long time because he / she is conscious that the instruction input based on the biological signal is properly performed. In such a case, the control signal is continuously applied to the electric wheelchair 10, and the operation of the electric wheelchair 10 may be unintended by the operator. Therefore, in the electric wheelchair 10, once the operation instruction is received, the received signal is ignored for a predetermined time thereafter. However, this does not apply if special instructions for emergency stop are given for safety.

他の例としては、電動車椅子10の走行中に、操作者があらたな指示入力をした場合、電動車椅子10をいったん停止させる構成が挙げられる。このように、操作者が停止コマンドを選択しない場合であっても、走行中の電動車椅子10をいったん停止させることによって、操作の遅れなどに起因して電動車椅子10が障害物に衝突する事故などを回避することができる。
(4−3.動作フロー例)
上記の動作制限機能を有する電動車椅子10(エージェント)の、操作者が搭乗した状態における動作フローの一例を示せば、図7のとおりである。
As another example, when the operator inputs a new instruction while the electric wheelchair 10 is traveling, the electric wheelchair 10 is temporarily stopped. As described above, even when the operator does not select the stop command, the electric wheelchair 10 that has been traveling is temporarily stopped to cause the electric wheelchair 10 to collide with an obstacle due to an operation delay or the like. Can be avoided.
(4-3. Example of operation flow)
FIG. 7 shows an example of the operation flow of the electric wheelchair 10 (agent) having the operation restriction function when the operator is on board.

また、図2のように、電動車椅子10(エージェント)を遠隔操作する場合であっても、上記の機能を実装することができる。この場合には、電動車椅子10は、コントローラ1からの信号受信状態、またはコントローラ2ないし駆動部8の動作状態に基づいて、駆動部8の動作を制限すべきか否かを判定することになる。   In addition, as shown in FIG. 2, the above function can be implemented even when the electric wheelchair 10 (agent) is remotely operated. In this case, the electric wheelchair 10 determines whether or not to restrict the operation of the drive unit 8 based on the signal reception state from the controller 1 or the operation state of the controller 2 or the drive unit 8.

図2の構成によって、電動車椅子10を遠隔操作する場合における、コントローラ1側〔操作者側〕、コントローラ2側〔エージェント(電動車椅子)側〕の動作フローの一例を示せば、それぞれ図8、図9のとおりである。   2 shows an example of the operation flow on the controller 1 side [operator side] and the controller 2 side [agent (electric wheelchair) side] when the electric wheelchair 10 is remotely operated. Nine.

これら構成によれば、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減できるので、電動車椅子の利用ないし制御をより安全なものとすることが可能となる。
(5.認証機能)
電動車椅子10は、操作者の所定の動作(生体信号)の入力に応じた認証機能を備えることが好ましい。すなわち、操作者は、あらかじめ自分が行える動作(例えば、背屈・掌屈・握るの3動作)の組み合わせによって、5回の動作を定めて電動車椅子10に登録しておく。操作者は、あらかじめ自分が行える動作(例えば、背屈・掌屈・握るの3動作)の組み合わせによって、5回の動作を定めて電動車椅子10に登録しておく。
According to these configurations, it is possible to reduce the danger when a problem such as malfunction or malfunction of the input signal occurs, so that the use or control of the electric wheelchair can be made safer.
(5. Authentication function)
The electric wheelchair 10 preferably has an authentication function in accordance with an input of a predetermined operation (biological signal) by the operator. In other words, the operator defines five operations in advance and registers them in the electric wheelchair 10 by a combination of operations that he can perform (for example, three operations of dorsiflexion, palm flexion, and gripping). The operator determines in advance five actions and registers them in the electric wheelchair 10 by a combination of actions that he can perform (for example, three actions of dorsiflexion, palm flexion, and gripping).

そして、電動車椅子10を操作する際には、登録した動作をその順番に入力することによって、自分が正規の操作者であることを電動車椅子10に認証させることができる。例えば、電動車椅子10は、操作メニューの所定画面に応じて、操作者に生体信号を通じた認証入力を行わせ、その認証が正しい場合にのみ、次の操作メニューに進むことができるようにする。   And when operating the electric wheelchair 10, the electric wheelchair 10 can authenticate that he is a regular operator by inputting the registered operation | movement in the order. For example, the electric wheelchair 10 allows the operator to perform authentication input through a biological signal in accordance with a predetermined screen of the operation menu, and allows the user to proceed to the next operation menu only when the authentication is correct.

このような動作入力に応じた筋電位(IEMG)信号の様子を示したグラフが、図10および図11である。図10では、上段からそれぞれ、各電極から計測される2チャンネルの筋電位(IEMG)信号、識別された動作に対応する番号(動き数)、筋力情報(力情報)を表している。制御部5は、操作者の筋力情報(力情報)がある閾値をこえた場合には、何らかの動作を行っているものと判断し、筋電位(IEMG)信号に基づいて、操作者の動作(動き数)を識別する。図11では、最大2mV程度の筋電位信号に対して、第一の閾値および第二の閾値を設定し、これら閾値に応じて筋電位信号に基づく動作判定を行っている様子を示している。すなわち、所定時間(t秒間)、筋電位信号が第一の閾値と第二の閾値の間にあれば、状態(1)と判定する一方、所定時間(t秒間)、筋電位信号が第二の閾値以上にあれば状態(2)と判定している。なお、上記の所定時間(t秒間)の設定値は任意である。   FIGS. 10 and 11 are graphs showing the state of an electromyogram (IEMG) signal corresponding to such an operation input. In FIG. 10, the two-channel myoelectric potential (IEMG) signals measured from each electrode, the number corresponding to the identified motion (number of motions), and muscle strength information (force information) are shown from the top. When the operator's muscle strength information (force information) exceeds a certain threshold, the control unit 5 determines that some operation is being performed, and based on the myoelectric potential (IEMG) signal, the operation of the operator ( Number of movements). FIG. 11 shows a state in which a first threshold value and a second threshold value are set for a myoelectric potential signal of about 2 mV at maximum, and an operation determination based on the myoelectric potential signal is performed according to these threshold values. That is, if the myoelectric potential signal is between the first threshold value and the second threshold value for a predetermined time (t seconds), the state (1) is determined, while the myoelectric potential signal is second for a predetermined time (t seconds). If it is equal to or greater than the threshold value, it is determined as state (2). The set value for the predetermined time (t seconds) is arbitrary.

これにより、操作者が障害を有しており、キーボードやマウスによる入力操作などが困難な場合であっても、電動車椅子に認証動作を行わせることが可能となる。
(6.電動車椅子の利用例)
本実施形態に係る電動車椅子10の利用例やその活用場面について、簡単に説明しておく。
(6−1.利用例1)
ベッドに寝たきりの人が、隣室にあるテレビの電源を消したいと思っても、通常、赤外線コントローラによって隣室のテレビを操作することはできない。本実施形態に係る電動車椅子10を遠隔操作すれば、隣室まで電動車椅子10を移動させ、備え付けのIRLEDリモートコントローラを動作させることによって、隣室のテレビの電源を消すことができる(図12)。
(6−2.利用例2)
所望のテレビ番組の録画予約を忘れて旅行に出かけた場合でも、旅行先からインターネット回線を通じて、電動車椅子10を遠隔操作することにより、ビデオ装置を制御して録画予約をすることができる(図13)。
(6−3.利用例3)
ベッドに寝たきりの人が、電動車椅子10を遠隔操作することにより、離れた部屋にいる人と、備え付けのカメラやマイクを通じて、互いの画像や音声を確認しながらコミュニケーションをとることができる(図14)。
As a result, even if the operator has an obstacle and it is difficult to perform an input operation using a keyboard or a mouse, the electric wheelchair can perform an authentication operation.
(6. Usage example of electric wheelchair)
A usage example and usage scenes of the electric wheelchair 10 according to the present embodiment will be briefly described.
(6-1. Usage Example 1)
Even if a bedridden person wants to turn off the TV in the next room, the TV in the next room cannot usually be operated by the infrared controller. If the electric wheelchair 10 according to the present embodiment is remotely operated, the TV in the adjacent room can be turned off by moving the electric wheelchair 10 to the adjacent room and operating the IRLED remote controller provided (FIG. 12).
(6-2. Usage example 2)
Even when the user forgets to make a recording reservation for a desired TV program and goes on a trip, the video device can be controlled to make a recording reservation by remotely operating the electric wheelchair 10 through the Internet line from the travel destination (FIG. 13). ).
(6-3. Use Example 3)
A person who is bedridden can remotely communicate with a person in a remote room while confirming each other's image and sound through a built-in camera and microphone by remotely operating the electric wheelchair 10 (FIG. 14). ).

また、老人ホームなどの施設(老人ホーム)に電動車椅子10を置いておき、施設から遠く離れたところにいる友人や家族が前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールを活用して、施設内の人と話したり、電動車椅子10を遠隔操作したりすることによって、自由なコミュニケーションを図ることができる。
(6−4.利用例4)
旅行先からでも、電動車椅子10を遠隔操作して、備え付けのカメラやマイクを通じて、自宅のあらゆる場所の様子を監視することができる(図15)。
(6−5.利用例5)
操作者が電動車椅子10に搭乗して、美術館に外出しているときに、前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールを活用して、遠隔の場所にいる人に絵画の画像をみせたり、話しかけたりすることによって、一緒に絵画鑑賞を楽しむことができる(図16)。
(6−6.利用例6)
操作者が電動車椅子10に搭乗して外出しているときに、思いもせぬアクシデント(電動車椅子の一部バッテリー切れ、車輪が道路上の溝部に落ち込んで走行不能になるなど)が起こったときでも、前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールを活用して、遠隔の場所にいる人に助けを求める緊急連絡を行うことができる(図17)。
(6−7.利用例7)
さらに、利用例6において、電動車椅子10の搭乗者が適切な操作を行うことができない場合であっても、緊急連絡を受けた人が、前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールのカメラを利用して、周囲の状況を確認しながら、電動車椅子10を遠隔操作して、安全な場所へ移動させることなども可能となる(図18)。
In addition, the electric wheelchair 10 is placed in a facility such as a nursing home (a nursing home), and a friend or family member far away from the facility uses the interface unit or communication tool described above to talk to the people in the facility. Or by remotely operating the electric wheelchair 10, free communication can be achieved.
(6-4. Usage example 4)
Even from a travel destination, it is possible to remotely control the electric wheelchair 10 and monitor the state of every place in the home through the camera and microphone provided (FIG. 15).
(6-5. Usage example 5)
When an operator gets on the electric wheelchair 10 and goes out to the museum, the above-mentioned interface unit or communication tool is used to show or talk to a person at a remote place. Can enjoy painting together (Fig. 16).
(6-6. Usage example 6)
Even when the operator gets out of the electric wheelchair 10 and unexpected accidents occur (such as running out of battery in the electric wheelchair, the wheel falling into a groove on the road, etc.) The above-mentioned interface unit or communication tool can be used to make an emergency call for help from a remote person (FIG. 17).
(6-7. Usage example 7)
Furthermore, in the usage example 6, even if the passenger of the electric wheelchair 10 cannot perform an appropriate operation, the person who has received an emergency call uses the camera of the interface unit or the communication tool described above, It is also possible to remotely control the electric wheelchair 10 while moving it to a safe place while checking the surrounding situation (FIG. 18).

本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

操作者が搭乗する場合であっても、操作者が無線通信などで遠隔操作する場合であっても、幅広く電動車椅子またはその一部に利用することができる。   Even when the operator is on board, or even when the operator is remotely operated by wireless communication or the like, it can be widely used for an electric wheelchair or a part thereof.

本発明の実施形態を示すものであり、電動車椅子の要部構成を示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows embodiment of this invention and shows the principal part structure of an electric wheelchair. 操作者が電動車椅子を遠隔操作する場合のシステム構成例を示す図である。It is a figure which shows the system structural example in case an operator operates an electric wheelchair remotely. インテリジェントタイプのインタフェースユニットの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of an intelligent type interface unit. 操作者に提示される操作メニューの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation menu shown to an operator. 電動車椅子が保有するマップ情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map information which an electric wheelchair has. 動作制限機能を有する電動車椅子の動作フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement flow of the electric wheelchair which has an operation | movement restriction function. 動作制限機能を有する電動車椅子(エージェント)の、操作者が搭乗した状態における動作フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement flow in the state in which the operator boarded the electric wheelchair (agent) which has an operation | movement restriction | limiting function. 電動車椅子を遠隔操作する場合における、操作者側の動作フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement flow by the side of an operator in the case of operating an electric wheelchair remotely. 電動車椅子を遠隔操作する場合における、エージェント(電動車椅子)側の動作フローの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement flow by the side of an agent (electric wheelchair) in the case of operating an electric wheelchair remotely. 動作入力に応じた筋電位(IEMG)信号の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the myoelectric potential (IEMG) signal according to motion input. 動作入力に応じた筋電位(IEMG)信号と閾値との様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the myoelectric potential (IEMG) signal according to action input, and a threshold value. 本実施形態に係る電動車椅子の一の利用例を示す図である。It is a figure which shows one usage example of the electric wheelchair which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。It is a figure which shows the other usage example of the electric wheelchair which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。It is a figure which shows the other usage example of the electric wheelchair which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。It is a figure which shows the other usage example of the electric wheelchair which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。It is a figure which shows the other usage example of the electric wheelchair which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。It is a figure which shows the other usage example of the electric wheelchair which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。It is a figure which shows the other usage example of the electric wheelchair which concerns on this embodiment. 従来技術を示すものであり、家電製品を制御するロボットの要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a prior art and shows the principal part structure of the robot which controls household appliances.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力部
2 生体信号処理部
3 ニューラルネットワーク(NN)部3
4 出力信号処理部
5 制御部
6 データベース部
7 送信部
8 駆動部
10 電動車椅子
1 Input Unit 2 Biological Signal Processing Unit 3 Neural Network (NN) Unit 3
4 Output signal processing unit 5 Control unit 6 Database unit 7 Transmission unit 8 Drive unit 10 Electric wheelchair

Claims (5)

外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、
電動駆動するための駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記入力信号の入力状態が、前記駆動部の動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当するか否かを判定する制限条件判定部と、
前記制限条件判定部が、前記入力信号の入力状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴とする電動車椅子。
An electric wheelchair that controls the operation of the aircraft based on an input signal from the outside,
A drive unit for electric driving;
A control unit for controlling the operation of the drive unit,
The controller is
A limiting condition determination unit that determines whether the input state of the input signal corresponds to a limiting condition indicating a state in which the operation of the driving unit should be limited;
An electric wheelchair comprising: an operation restriction unit that restricts an operation of the drive unit when the restriction condition determination unit determines that an input state of the input signal corresponds to the restriction condition.
外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、
電動駆動するための駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記駆動部の動作状態が、当該動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当しているか否かを判定する制限条件判定部と、
前記制限条件判定部が、前記駆動部の動作状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴とする電動車椅子。
An electric wheelchair that controls the operation of the aircraft based on an input signal from the outside,
A drive unit for electric driving;
A control unit for controlling the operation of the drive unit,
The controller is
A limiting condition determination unit that determines whether or not the operating state of the driving unit corresponds to a limiting condition indicating a state in which the operation should be limited;
An electric wheelchair comprising: an operation restriction unit that restricts the operation of the drive unit when the restriction condition determination unit determines that the operation state of the drive unit satisfies the restriction condition.
前記入力信号は、外部からの無線通信を介して入力されることを特徴とする請求項1または2に記載の電動車椅子。   The electric wheelchair according to claim 1 or 2, wherein the input signal is input via wireless communication from the outside. 前記入力信号は、操作者から検出された生体信号であって、
前記制御部は、前記生体信号をニューラルネットワークに入力することによって、前記駆動部の動作を制御する制御信号を生成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電動車椅子。
The input signal is a biological signal detected from an operator,
The electric wheelchair according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit generates a control signal for controlling an operation of the driving unit by inputting the biological signal to a neural network. .
周囲の撮影画像に応じた画像データを生成する撮影部と、該撮影部が生成した画像データを外部に送信する送信部とを備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電動車椅子。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising: a photographing unit that generates image data corresponding to a surrounding photographed image; and a transmission unit that transmits the image data generated by the photographing unit to the outside. The described electric wheelchair.
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