JP2012223869A - Workbench system - Google Patents
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Abstract
【課題】作業台に設けた天板の高さを調節するのに必要な情報が使用者による設定作業を伴わずに入力される。
【解決手段】作業台は、駆動源を備える高さ調節機構44により天板が昇降される。距離センサ20は、作業台が設置されている空間に出入する使用者の外観形状を非接触で計測し、距離データ処理部31は、距離センサ20の出力を用いて使用者の身長を求める。使用者推定部33は、使用者の身長から当該使用者に対する天板の適正な高さを決定する。さらに、高さ調節制御部43は、天板の高さを使用者推定部33が求めた高さに合わせるように高さ調節機構44を制御する。
【選択図】図1Information necessary for adjusting the height of a top plate provided on a workbench is input without a setting operation by a user.
The work table is raised and lowered by a height adjusting mechanism 44 having a drive source. The distance sensor 20 measures the appearance of the user entering and exiting the space where the work table is installed without contact, and the distance data processing unit 31 obtains the height of the user using the output of the distance sensor 20. The user estimation unit 33 determines an appropriate height of the top plate for the user from the height of the user. Further, the height adjustment control unit 43 controls the height adjustment mechanism 44 so that the height of the top plate matches the height obtained by the user estimation unit 33.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、作業台に設けた天板の高さが使用者の身体形状に合うように調節される作業台システムに関するものである。 The present invention relates to a workbench system in which the height of a top plate provided on a workbench is adjusted so as to match the body shape of a user.
従来から、オフィスでのVDT作業や乗物の運転作業などに際して、座席の高さ、机の高さ、座席の背もたれの角度などを自動的に調節する装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1では、ユーザの身体のサイズのような3次元情報を用いることにより、使用者の身体に適した調節が行われている。特許文献1には、作業時にユーザが3次元情報を入力する構成と、あらかじめ計測され身体情報サーバやIDカードなどに記憶されている3次元情報を読み込んで用いる構成とが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a device that automatically adjusts the height of a seat, the height of a desk, the angle of a seat back, and the like during VDT work or vehicle driving work in an office has been proposed (for example, Patent Document 1). reference). In
特許文献1に記載された構成は、作業を開始する前に、ユーザが3次元情報を入力する作業を行うか、前もって計測され記憶されているユーザの3次元情報を読み込む作業を行う必要がある。すなわち、作業を行うたびに3次元情報を設定するための作業が必要であって手間がかかるという問題を有している。
In the configuration described in
本発明は、作業台に設けた天板の高さを調節するのに必要な情報が使用者による設定作業を伴わずに入力される作業台システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a workbench system in which information necessary for adjusting the height of a top plate provided on a workbench is input without a setting work by a user.
本発明は、上記目的を達成するために、天板の高さが駆動源を用いて昇降される作業台と、作業台が設置されている空間に出入する使用者の外観形状を非接触で計測する計測装置と、計測装置が計測した使用者の外観形状を用いて当該使用者に対する天板の適正な高さを決定する使用者推定部と、天板の高さを使用者推定部が求めた高さに合わせるように駆動源を制御する高さ調節制御部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a work table in which the height of the top plate is raised and lowered using a drive source and the external shape of the user entering and exiting the space where the work table is installed in a non-contact manner. A measurement device to be measured, a user estimation unit that determines an appropriate height of the top plate for the user using the appearance shape of the user measured by the measurement device, and a user estimation unit that determines the height of the top plate And a height adjustment control unit that controls the drive source so as to match the obtained height.
この作業台システムにおいて、高さ調節制御部は、駆動源の動作開始を指示するための第1の操作入力装置を備えることが好ましい。 In this work table system, it is preferable that the height adjustment control unit includes a first operation input device for instructing an operation start of the drive source.
この作業台システムにおいて、計測装置が計測した使用者の外観形状と使用者推定部が求めた高さとの少なくとも一方を情報として記憶する使用者記憶部と、使用者記憶部に記憶された情報の選択操作を行う第2の操作入力装置とを備え、使用者推定部は、第2の操作入力装置が選択した情報に基づいて天板の適正な高さを決定することが好ましい。 In this workbench system, a user storage unit that stores at least one of the appearance shape of the user measured by the measurement device and the height obtained by the user estimation unit, and information stored in the user storage unit It is preferable that the user estimation unit includes a second operation input device that performs a selection operation, and the user estimation unit determines an appropriate height of the top board based on information selected by the second operation input device.
この作業台システムにおいて、天板上において物体の位置と物体の移動との少なくとも一方から物体が天板から落下する可能性を検出する物体検出部を備え、高さ調節制御部は、物体検出部が物体の落下の可能性を検出すると天板の高さの調節を制限することが好ましい。 The work table system includes an object detection unit that detects a possibility that the object falls from the top plate from at least one of the position of the object and the movement of the object on the top plate, and the height adjustment control unit is configured to It is preferable to limit the adjustment of the height of the top plate when detecting the possibility of the object falling.
この作業台システムにおいて、物品検出部は、天板上における物体の位置の変化に基づいて物体が天板から落下する可能性を検出し、高さ調節制御部は、物体検出部が物体の落下の可能性を検出すると天板の高さを変化させる速度を低減させることが好ましい。 In this work table system, the article detection unit detects the possibility that the object will fall from the top plate based on a change in the position of the object on the top plate, and the height adjustment control unit detects that the object detection unit has dropped the object. If the possibility of this is detected, it is preferable to reduce the speed at which the height of the top plate is changed.
この作業台システムにおいて、天板の高さに対する微調整値の入力操作が行われる高さ入力装置を備え、使用者推定部は、決定した天板の高さに高さ入力装置から入力された微調整値を反映させることが好ましい。 This work table system includes a height input device that performs an input operation of a fine adjustment value with respect to the height of the top plate, and the user estimation unit is input from the height input device to the determined height of the top plate. It is preferable to reflect the fine adjustment value.
この作業台システムにおいて、作業台を使用者が使用したときの微調整値を含む天板の高さを履歴として記憶する履歴記憶部を備え、使用者推定部は、計測装置が計測した使用者の外観形状とともに履歴を用いて使用者に対する天板の適正な高さを決定することが好ましい。 In this work table system, the work table system includes a history storage unit that stores the height of the top plate including fine adjustment values when the user uses the work table as a history, and the user estimation unit is a user measured by the measurement device. It is preferable to determine an appropriate height of the top plate with respect to the user using the history together with the appearance shape.
本発明の構成によれば、作業台に設けた天板の高さを調節するのに必要な情報が設定作業を伴わずに入力されるから、作業台を使用する際の利便性が向上する。 According to the configuration of the present invention, since information necessary for adjusting the height of the top plate provided on the workbench is input without setting work, convenience when using the workbench is improved. .
以下に説明する実施形態では、流し台、洗面台、机など天板を備え、天板の上で作業を行う設備を作業台と呼ぶ。この種の作業台は、天板の高さが使用者の身体に適合していないと、使用者の腰、肩、首の周囲に作用する荷重が大きくなり、腰痛や肩凝りの一因になる。以下では、天板の高さを使用者の身体に自動的に適合させる装置を説明する。 In the embodiments described below, a facility that includes a top plate such as a sink, a washstand, and a desk and that performs work on the top plate is referred to as a work table. In this kind of work table, if the height of the top plate does not fit the user's body, the load acting around the user's waist, shoulders and neck increases, which contributes to back pain and stiff shoulders. Become. In the following, a device for automatically adapting the height of the top board to the user's body will be described.
作業台は、天板の高さを調節するための駆動源である電動機と、電動機の駆動力を天板の昇降動作に置き換える昇降機構とを備える。昇降機構は、ラックピニオンやパンタグラフなど周知の技術が採用されるが、ここでは詳述しない。以下では、電動機と昇降機構とをまとめて高さ調節機構と呼ぶ。作業台が流し台である場合は、水道管や排水管が接続されるから、水道管や排水管には蛇腹を有した管など伸縮可能な管を用いる。 The workbench includes an electric motor that is a drive source for adjusting the height of the top plate, and an elevating mechanism that replaces the driving force of the electric motor with the elevating operation of the top plate. A well-known technique such as a rack and pinion or a pantograph is adopted for the lifting mechanism, but it will not be described in detail here. Hereinafter, the electric motor and the lifting mechanism are collectively referred to as a height adjusting mechanism. When the work table is a sink, a water pipe or a drain pipe is connected. Therefore, an extendable pipe such as a bellows pipe is used as the water pipe or the drain pipe.
天板の高さは、別に設けた位置検出センサ(差動トランス、エンコーダなど)を用いて計測するか、電動機に付設され電動機の駆動量を検出するセンサ(エンコーダなど)を用いて計測する。この種のセンサによる計測値は、高さ調節機構を制御する高さ調節制御部(後述する)に与えられ、天板の高さのフィードバック制御に用いられる。 The height of the top plate is measured using a position detection sensor (differential transformer, encoder, etc.) provided separately, or is measured using a sensor (encoder, etc.) attached to the motor to detect the drive amount of the motor. A measurement value obtained by this type of sensor is given to a height adjustment control unit (described later) that controls the height adjustment mechanism, and is used for feedback control of the height of the top board.
本実施形態では、作業台の高さを決めるために、作業台が配置された空間に出入する使用者の外観形状を非接触で計測する計測装置が配置される。以下では、作業台が存在する空間が部屋であり、計測装置が部屋の出入口に配置される場合を例示する。 In the present embodiment, in order to determine the height of the work table, a measuring device that measures the external shape of the user entering and exiting the space in which the work table is arranged is disposed. In the following, a case where the space where the work table exists is a room, and the measuring device is arranged at the entrance of the room will be exemplified.
計測装置および作業台の高さ調節機構とは、以下に説明する機能を実現するためのプログラムを実行するコンピュータで構成された演算処理部により制御される。演算処理部は、プログラムを実行する組込み用のマイコンで構成されるのが望ましいが、パーソナルコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などプログラムを実行することにより以下に説明する機能を実現する装置であれば構成は問わない。 The measuring device and the height adjustment mechanism of the work table are controlled by an arithmetic processing unit configured by a computer that executes a program for realizing a function described below. The arithmetic processing unit is preferably composed of a built-in microcomputer that executes a program, but will be described below by executing a program such as a personal computer, a DSP (Digital Signal Processor), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array). Any device can be used as long as the device realizes the function.
ところで、部屋の出入口には、図2に示すように、ドア枠のような枠部材10が配置され、枠部材10により使用者の通過する領域が規定される。ただし、枠部材10は必須ではなく、建物や部屋の出入口のような開口部、廊下のような通路において、使用者1を検出する領域を仮想的に規定することが可能である。すなわち、使用者1の通過方向に交差する仮想の平面(領域)を規定し、この平面を通過する使用者1を検出するのであって、図2に示す構成例では、この平面を明示的に規定するために枠部材10を例示している。
By the way, as shown in FIG. 2, a
枠部材10の上部には、物体までの距離を計測する計測装置としての距離センサ20が配置される。図示例のように、距離センサ20は、枠部材10の上部の中央部に配置されるのが望ましいが、距離センサ20の位置についてはとくに制限はない。たとえば、距離センサ20は、枠部材10の上部ではなく側部に配置されていてもよい。
On the upper part of the
図示する距離センサ20は、枠部材10に囲まれる平面(以下、「基準面」という)に対して所定角度θだけ傾斜した平面(以下、「検知面」という)の中で距離を計測する。枠部材10により規定される基準面11を床面13の上に立てた鉛直面とするとき、基準面11と床面13との交線が検知面12と床面13との交線に平行になり、かつ基準面11と検知面12との交線上に距離センサ20が配置されることになる。
The illustrated
距離センサ20は、枠部材10に囲まれる基準面11を通過する使用者1の外観形状を計測することができる構成であれば、具体的な構成についての制限はとくにない。たとえば、三角測量法の原理を用いる技術、投光から受光までの飛行時間を距離に換算するTOF(Time Of Flight)法などの原理による距離センサ20を用いることができる。あるいは、複数台の撮像素子を用いて視差から3次元情報を得るステレオ画像法、超音波の送受波時間を用いて距離を計測する技術など、種々原理の距離センサ20を用いることができる。TOF法による距離センサ20には、強度変調光を投光し、投光から受光までの位相差を時間に代えて検出する構成が知られている。
The
本実施形態では、検知面12の中で走査される光ビームを投光し、TOF法により距離を計測する距離センサ20を用いる。また、距離センサ20によって使用者1の外観形状を計測するために、検知面12が基準面11に対して傾斜する角度θは、検知面12を人が通過するときに人の全身が検知面12を横切るように設定される。つまり、角度θは、0度と90度との間の範囲で任意に設定される。ただし、基準面11を通過する使用者1を検出することが目的であるから、角度θは比較的小さい値(たとえば、5〜20度程度)に設定するのが好ましい。
In the present embodiment, a
上述のように、検知面12が基準面11に対して傾斜していることにより、使用者1が移動すると検知面12が使用者1の全身を走査することになる。つまり、使用者1が移動するので、検知面12を上下に走査しなくとも使用者1の全身が検知面12を横切ることになる。
As described above, since the
距離センサ20から出力される距離データは、光ビームの走査位置と距離との組み合わせである極座標系の座標値になる。いま、距離センサ20において光ビームを走査する角度φとし、角度φにおいて得られた距離をdとすると、距離センサ20からは、図3に示すように、(d,φ)という極座標系の座標値が距離データとして出力される。すなわち、距離センサ20は、光ビームを走査するための制御、受光素子の出力から物体までの距離への換算を行い、さらに、光ビームの走査位置と距離との対応付けを内部処理で行っている。
The distance data output from the
ここに、角度φは適宜の角度間隔に設定される。角度間隔は等間隔と不等間隔とのいずれでもよく、角度間隔を小さくするほど空間分解能を高めることができる。また、後述するように極座標系の座標値(d,φ)から直交座標系の座標値への座標変換を行うと、直交座標系における空間分解能が角度φによって変化する。したがって、直交座標系への座標変換を行った後にも必要な空間分解能が得られるように、角度間隔を不等間隔に設定するのが望ましい。 Here, the angle φ is set to an appropriate angle interval. The angular interval may be either an equal interval or an unequal interval, and the spatial resolution can be increased as the angular interval is reduced. Further, as described later, when coordinate conversion from the coordinate value (d, φ) of the polar coordinate system to the coordinate value of the orthogonal coordinate system is performed, the spatial resolution in the orthogonal coordinate system changes according to the angle φ. Therefore, it is desirable to set the angular intervals at unequal intervals so that the necessary spatial resolution can be obtained even after the coordinate conversion to the orthogonal coordinate system.
以下では、距離センサ20において光ビームを1回走査することにより得られる座標値のグループである2次元情報(距離データ群)を、動画像のフレームと同様にフレームと呼ぶ。1フレームには、使用者1を検知面12で切り取ったときの使用者1の外観形状の輪郭線に相当する2次元情報が含まれる。
Hereinafter, the two-dimensional information (distance data group) that is a group of coordinate values obtained by scanning the light beam once in the
演算処理部は、基本的に、計測装置で計測した使用者の外観形状から作業台における天板の高さの調節に必要な情報を抽出する第1の処理と、第1の処理で抽出された情報を用いて作業台における天板の高さを調節する第2の処理とを行う。 The arithmetic processing unit is basically extracted by the first process and the first process for extracting information necessary for adjusting the height of the top plate on the work table from the appearance of the user measured by the measuring device. The second process of adjusting the height of the top plate on the work table is performed using the obtained information.
第1の処理では、図4に示すように、演算処理部は、距離センサ20から距離データを取得し(S11)、距離センサ20から取得した極座標系の座標値に基づいて使用者の身長を推定する(S12)。さらに、後述するように使用者を識別する処理を行い(S13)、入室か退室かの別を推定する(S14)。ステップS14において使用者が部屋に入場したと推定された場合は、ステップS12で推定した使用者の身長に基づいて作業台における天板の高さを設定する(S15)。さらに、ステップS13、S14で得られた情報を用いて、部屋に存在する使用者の情報を更新する(S16)。
In the first process, as shown in FIG. 4, the arithmetic processing unit acquires distance data from the distance sensor 20 (S 11), and determines the height of the user based on the coordinate values of the polar coordinate system acquired from the
演算処理部は、図1に示すように、距離センサ20から出力された距離データを取得する距離データ処理部31と、距離センサ20から取得したフレームごとの距離データを記憶するフレーム記憶部32とを備える。距離データ処理部31は、距離センサ20から取得したフレームを、あらかじめフレーム記憶部32に記憶させてある背景フレームと比較する。背景フレームは、使用者が通過していないときのフレームとしてフレーム記憶部32に記憶させておく。距離センサ20から取得したフレームと背景フレームとは、距離データ同士を比較する。
As shown in FIG. 1, the arithmetic processing unit includes a distance
距離データ処理部31は、取得したフレームが背景フレームと異なると、検知面12において使用者1が検出されていると判断する。また、距離データ処理部31は、使用者1が最初に検出された後、取得したフレームが背景フレームと等しくなると、使用者1が検知面12を通過したと判断する。ここに、背景フレームと取得フレームとの比較には、たとえば、両フレームにおいて同じ角度φごとに距離dの差分を求め、距離dの差分の総和を評価すればよい。距離センサ20から取得したフレームと背景フレームとに含まれる角度φごとの距離値d(φ)の差分の総和は、各走査角度φに対応する距離値を、それぞれdA(φ),dB(φ)とすると、次式で表される。
Σφ|dA(φ)−dB(φ)|
いま、検知面12で使用者1の候補が検出された時点のフレームのフレーム番号を0とし、使用者1が検出されなくなる直前の時点のフレームのフレーム番号をnとする。距離データ処理部31は、一定の時間間隔で距離センサ20からフレームを取得し、取得したフレームごとに背景フレームとの比較を行い、フレームが背景フレームと異なると判断したときに、以下の変換式を用いて、フレーム内の距離データを直交座標系の座標値(x,y,z)に変換する。また、変換後の座標値をフレーム記憶部32に記憶させ、フレーム記憶部32への記憶毎にフレーム番号を1ずつ増加させる。この処理は、取得したフレームが背景フレームとが同じとみなせるようになるまで継続される。
If the acquired frame is different from the background frame, the distance
Σφ | dA (φ) −dB (φ) |
Now, the frame number of the frame at the time when the
フレーム番号i(i=0,1,2,…,n)は基準面11からの使用者1の距離(代表点の距離)にほぼ対応しているから、z座標の値はフレーム番号iを用いる。すなわち、距離データ処理部31は、フレーム毎に得られる距離データ(d,φ)とフレーム番号iとを用いることにより、3次元の座標値(x,y,z)への座標変換を行う。図3(b)のように、基準面11における左右方向をx軸方向、上下方向をy軸方向とする。さらに、基準面11に直交する方向をz軸方向とする。x軸方向については走査角度φが増加する向きを正とし、y軸方向については上向きを正とし、z軸方向については検知面12から基準面11に向かう向きを正とする。
Since the frame number i (i = 0, 1, 2,..., N) substantially corresponds to the distance of the
ここに、直交座標系における原点Odを、枠部材10の下端における距離センサ20の直下の位置とし、両座標系の原点Op,Od間の距離(枠部材10の高さ寸法)をhとする。この条件では、距離データ(d,φ)およびフレーム番号iから直交座標系の座標値(x,y,z)への座標変換は次式で表される。
x=d・sinφ
y=h−d・cosφ
z=i
上述の処理によって、距離センサ20から取得したフレームと背景フレームとに相違が生じてから、距離センサ20から取得したフレームと背景フレームとが同じとみなせるようになるまでの一連のフレームがフレーム記憶部32に記憶される。このようにして一連のフレームがフレーム記憶部32に記憶されると、距離データ処理部31は、記憶されたフレームの座標値(x,y,z)を用いて使用者の身長を抽出する。身長は作業台の高さを推定するための身体情報として使用される。
Here, the origin Od in the orthogonal coordinate system is the position immediately below the
x = d · sinφ
y = h−d · cos φ
z = i
A series of frames from when a difference between the frame acquired from the
距離データ処理部31は、図5に示すように、フレーム記憶部32に記憶されている一群のフレーム(つまり、フレーム番号iが0〜nのフレーム)ごとの3次元の座標値(x,y,z)のうち、y値の最大値を求め、この値を身長H0とみなす。また、距離データ処理部31は、y値の最大値に代えて、大きいほうから所定個数のy値について平均値を、身長H0として用いてもよい。
As shown in FIG. 5, the distance
距離データ処理部31が求めた身長H0は、使用者推定部33に与えられる。使用者推定部33は、図4に示したステップS13に相当する処理を行う。すなわち、使用者推定部33は、身長H0を一定の身長差β[cm]ごとの区間に区分しており、各区分に属する使用者にラベルを付与する。身長差β[cm]は、身長H0の計測誤差を考慮して設定された幅であって、使用者推定部33は、ラベルが異なる(つまり、区分が異なる)使用者を別の使用者として識別する。すなわち、ラベルは使用者を区別する標識になる。なお、身長差βは、たとえば5[cm]と設定される。
The height H0 obtained by the distance
使用者推定部33は、使用者を識別するラベルを身長H0に対応付けた後に、使用者の進行方向を判断し、使用者が入室したか退室したかを判断する。使用者の進行方向は、基準面11と検知面12とのどちらで先に使用者が検出されたかに応じて判断される。ここでは、使用者が検知面12で検出された後に使用者が基準面11を通過する向きを向きAとし、逆向きを向きBとする。ここでは、向きAを入室に対応付け、向きBを退室に対応付けている場合を想定する。ただし、向きAおよび向きBと入退室とは逆向きに関係付けることが可能である。
After associating the label for identifying the user with the height H0, the
使用者推定部33は、一群のフレームから使用者が入室か退室かを識別する。使用者推定部33は、図6に示すように、まず、進行方向を判断するインデックスSの初期値を0とし(S21)、フレーム番号iを1とする(S22)。フレーム記憶部32に記憶された一群のフレームにおいて、フレーム番号iのフレームが存在するか否かが判断される(S23)。フレーム番号iのフレームが存在する場合(S23:Yes)、フレーム番号がiであるフレームのy値の最大値YMAX(i)と、フレーム番号が(i−1)であるフレームのy値の最大値YMAX(i−1)とを比較する(S24)。ここに、フレーム番号iが1であるときに、YMAX(i−1)=YMAX(0)=0とする。
The
使用者推定部33は、YMAX(i)>YMAX(i−1)であるときには、インデックスSをインクリメントする(S25)。一方、YMAX(i)≦YMAX(i−1)であるときには、インデックスSをデクリメントする(S26)。すなわち、使用者が検知面12から基準面11に向かって移動する場合にy値の最大値が増加し、使用者が基準面11から検知面12に向かって移動する場合にy値の最大値が減少することを利用し、y値の最大値の変化により使用者の移動の向きが検出される。インデックスSの変更後、フレーム番号iをインクリメントし(S27)、ステップS23に戻って上述の処理を繰り返す。
When YMAX (i)> YMAX (i-1), the
フレーム記憶部32に記憶された一群のフレームについて時系列において隣接するフレームのy値の最大値が順に比較されると、最終的には比較すべきフレームがフレーム記憶部32に存在しなくなる。ステップS23においてフレームが存在しなくなると(S23:No)、一群のフレームに関して求めたインデックスSの正負を判断する(S28)。ここで、インデックスSが正であれば(S28:Yes)、使用者が向きAに移動していると判断され(S29)、インデックスSが正でなければ(S28:No)、使用者が向きBに移動していると判断される(S30)。以上のようにして使用者推定部33は、使用者が移動する向きを判断する。
When the maximum value of the y values of adjacent frames in time series is sequentially compared for a group of frames stored in the
上述のようにして使用者の身長H0と、当該身長H0に対するラベルが定められ、さらに使用者の移動の向きが判断されると、次に、作業台における天板の高さを調節する第2の処理に移行する。作業台における天板の高さは、位置検出センサ41により計測されており、位置検出センサ41が検出した天板の高さは、後述する物体検出部42を通して高さ調節制御部43に与えられる。
When the height H0 of the user and the label for the height H0 are determined as described above and the direction of movement of the user is further determined, the second step of adjusting the height of the top plate on the work table is next performed. Move on to processing. The height of the top plate on the work table is measured by the
第2の処理において、使用者推定部33は、距離データ処理部31で得られた使用者の身長H0を用いて作業台における天板の適正な高さH1(図5参照)を算出する。身長H0に見合う天板の高さH1は、以下の関係式を用いて算出される。
H1=(H0/2)+α0+α1
ここに、α0は、作業台高さの調節値であって、作業台の種類に応じて設定される。一例としてα0=−10[cm]が採用されることが多いが、流し台のような作業台では、α0=5[cm]が採用される。また、α1は、使用者の好みに応じて設定される微調節値であって、使用者が高さ入力装置34(図1参照)を用いて入力した高さに基づいて決定される。したがって、微調節値α1は、使用者推定部33で付与されたラベルごとに設定される。
In the second process, the
H1 = (H0 / 2) + α0 + α1
Here, α0 is an adjustment value of the work table height, and is set according to the type of the work table. As an example, α0 = −10 [cm] is often employed, but α0 = 5 [cm] is employed in a work table such as a sink. Α1 is a fine adjustment value set according to the user's preference, and is determined based on the height input by the user using the height input device 34 (see FIG. 1). Therefore, the fine adjustment value α1 is set for each label given by the
ところで、部屋には複数人の使用者が存在する場合もある。使用者推定部33は、使用者の入室と退室とを判断しており、また、使用者に付与されたラベルによって室内に存在する使用者の身長H0が既知になっているから、使用者推定部33は、部屋に存在する使用者を更新する。すなわち、部屋に存在する使用者の情報と、過去に作業台を使用した使用者の情報とは、使用者記憶部35に記憶されており、使用者推定部33は、使用者の入室と退室とをトリガとして使用者記憶部35に記憶された情報を更新する。
By the way, there may be a plurality of users in the room. The
使用者記憶部35には、部屋に存在する使用者について、図7(a)のように、使用者のラベルと身長とを対応付けて記憶している。また、使用者記憶部35は、過去に作業台を使用した使用者について、図7(b)のように、使用者のラベルと身長とのほか、使用者が高さ入力装置34を用いて設定した天板の高さの履歴と、履歴に基づいて算出した天板の高さの推定値とが記憶される。すなわち、使用者記憶部35は履歴記憶部としても機能する。天板の高さの履歴は、使用者の身長H0から求められる標準的な天板の高さH1(=(H0/2)+α0)に対する微調節値α1が用いられる。また、天板の高さの履歴は、図示例では、過去3回分が記憶されており、3回分の履歴の平均値が好みの天板の高さと推定され、使用者記憶部35に記憶される。
As shown in FIG. 7A, the
使用者記憶部35に記憶された情報は、使用者推定部33により入室または退室する使用者が検出されたときに更新される。すなわち、入室する使用者が検出されると図7(a)に示す情報に当該使用者のラベルが追加され、退室する使用者が検出されると図7(a)に示す情報から当該使用者のラベルが削除される。
The information stored in the
上述したように部屋に複数人の使用者が存在する場合であっても、住宅内であれば作業台を使用する人数は1人である場合が多い。このような場合には、作業台を使用する使用者を選択することが必要である。使用者は操作入力装置36を用いて選択される。操作入力装置36は、作業台における天板の高さの調節を開始させる指示を行う機能も備える。すなわち、操作入力装置36は、第1の操作入力装置と第2の操作入力装置との機能を兼ねている。
As described above, even when there are a plurality of users in a room, the number of people using the work table is often one in a house. In such a case, it is necessary to select a user who uses the work table. The user is selected using the
操作入力装置36により使用者が選択され、かつ天板の高さの調節を開始させる指示が与えられると、高さ調節制御部43が高さ調節機構44を制御することにより、天板の高さを自動的に調節する。天板の高さを調節するために、高さ調節制御部43は、まず、使用者推定部33が設定した作業台の天板の高さと、位置検出センサ41が検出している天板の高さとを比較する。ここで、使用者推定部33が設定した高さと位置検出センサ41が検出した高さとが相違している場合、高さ調節制御部43は、位置検出センサ41で検出される高さを使用者推定部33が設定した高さに一致させるように高さ調節機構44を制御する。また、高さ調節制御部43は、両方の高さが一致している場合は、高さ調節機構44に指示を与えずに天板の高さを維持させる。
When the user is selected by the
ところで、作業台における天板の上に物体が置かれている場合、高さ調節機構44の動作によって天板の高さが調節される間に、天板から物体が落下する可能性がある。たとえば、作業台が流し台であれば、刃物、割れ物などの物体が天板の上に置かれていることがあり、刃物や割れ物が天板から落下すると、床に傷が付いたり割れ物が破損したりする。そのため、本実施形態では、天板の上に落下の可能性がある物体が存在するか否かを検出する物体検出部42が設けられている。物体検出部42は、作業台における天板の周縁部に荷重センサあるいは圧力センサを備え、天板の周部に存在する物体を検出すると高さ調節機構44の動作中に落下する可能性のある物体と判断する。
By the way, when an object is placed on the top plate of the work table, the object may fall from the top plate while the height of the top plate is adjusted by the operation of the
物体検出部42は、天板の上で少なくとも物体が置かれる可能性がある領域(天板の全面でもよい)において、荷重が作用している範囲を検出する機能を有していてもよい。この機能は、多数個の圧力センサを天板の上に配列するか、多数個の圧力センサをシート上に配列したセンサ、物体が接触している位置を検出するタッチセンサなどにより実現される。
The
物体検出部42は、作業台の天板の上面を撮像するカメラ、あるいは作業台の天板の上面までの距離を計測する距離センサを備えていてもよい。これらの構成の物体検出部42では、高さ調節機構44が動作する直前の状態と、動作を開始してからの状態との変化を用いて、天板上での物体の移動を監視し、物体の落下の可能性を判断する。
The
物体検出部42が落下の可能性がある物体を検出すると、高さ調節制御部43は、高さ調節機構44を停止させる。また、物体検出部42が、天板上での物体の位置を検出する機能を備えている場合は、物体が移動する向きや速度から落下の予兆を判断することができる。この場合は、物体の落下の予兆を判断した時点で、高さ調節機構44による天板の移動速度を低下させる。
When the
上述した第2の処理の動作をまとめると、図8のようになる。まず、使用者推定部33において、入室または退室した使用者が検出されると、部屋に存在する使用者の人数が判断される(S31)。使用者が最初に入室した1人であるときには(S31:1人)、高さ調節制御部43による天板の高さの調節が開始される(S32)。一方、使用者が複数人であるときには(S31:複数人)、操作入力装置36による使用者の選択と高さ調節を開始させる指示とが行われた後(S33)、天板の高さの調節が開始される(S32)。このように、操作入力装置36を用いて高さの調節開始を指示するから、使用者が意図しないときに天板の高さが変化することが防止され、複数人で作業台を使用する場合でも安全に作業することができる。また、複数人が部屋に存在する場合でも、特定の使用者の身長に合わせた作業台とすることができるので、作業台を優先的に使用する使用者に合わせて天板の高さを調節することになり使用者の利便性が向上する。
The operations of the second process described above are summarized as shown in FIG. First, when the
天板の高さの調節が開始されると、物体検出部42において落下する物体の有無が判断され(S34)、落下する物体が存在しないと判断されると(S34:No)、物体の落下の予兆が判断される(S35)。物体の落下の予兆もなければ(S35:No)、使用者推定部33が設定した高さと位置検出センサ41が検出している高さとが一致するまで天板の高さが調節された後、高さ調節機構44が停止される(S36)。
When the adjustment of the height of the top plate is started, the
ステップS34において落下する物体が存在する場合(S34:Yes)、高さ調節機構44を停止させる(S37)。このとき、使用者に対して高さ調節を停止したことを報知する。また、ステップS35において物体の落下の予兆が検出された場合(S35:Yes)、高さ調節機構44による天板の移動の速度を低下させる(S38)。
If there is a falling object in step S34 (S34: Yes), the
上述した動作では、作業台の天板の高さは、使用者推定部33が設定した高さになるように自動的に調節される。つまり、使用者は身長などを意識して入力しなくとも、作業台の高さが自動的に調節されるから、作業台の利便性が高くなる。
In the above-described operation, the height of the work table top plate is automatically adjusted so as to be the height set by the
ただし、使用者は、高さ入力装置34を操作することにより、天板の高さの微調節を行うことが可能になっている。高さ入力装置34は、微調節値を入力する構成を採用することが可能であるが、数値で高さを指示するよりも、感覚的な言葉によって高さを指示するほうが使用者にとっては使い勝手がよい。そのため、高さ入力装置34では、たとえば、「高め」「やや高め」「標準」「やや低め」「低め」の5段階などに高さの調節を可能にし、各段階に対して+2[cm]、+1[cm]、0[cm]、−1[cm]、−2[cm]などの微調節値を対応付けてある。高さ入力装置34には、各段階を選択する操作釦を設けておけば、使用者は、操作釦を用いて高さを感覚的に指示するだけで、天板の高さの微調節を行うことができる。なお、段数や1段階当たりの高さ調節の寸法は適宜に設定される。
However, the user can finely adjust the height of the top board by operating the
上述のようにして高さ入力装置34を操作して設定された高さは、上述したように、標準の高さとの差分(微調節値)のみが使用者記憶部35に履歴として登録される。使用者記憶部35には、ラベル別に履歴が記憶されるから、履歴を用いて使用者の好みの高さを算出し、算出した値も使用者記憶部36に記憶される。図7(b)に示す例では、履歴としての微調節値の平均値を使用者の好みの微調節値として使用者記憶部36に保存してある。
As described above, the height set by operating the
1 使用者
20 距離センサ(計測装置)
33 使用者推定部
34 高さ入力装置
35 使用者記憶部(履歴記憶部)
36 (第1、第2の)操作入力装置
42 物体検出部
43 高さ調節制御部
44 高さ調節機構
1
33
36 (first and second)
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