身体朝向推断装置以及身体朝向推断程序制造方法及图纸

本发明专利技术提供在传感器与对象者的位置关系发生各种变化的环境下也能够检测对象者的朝向的身体朝向推断装置以及身体朝向推断程序。移动体(1)根据由测距传感器(16)测量出的测距数据(MP)计算近似椭圆(C)、以及基于xy轴、yx轴的二次函数(Qxy)、(Qyx)。选择接近用户(H)的肩宽(W1)以及厚度(W2)的近似椭圆(C)，并选择与测距数据(MP)的近似误差最小的二次函数(Qxy)、(Qyx)。而且，根据选择的近似曲线推断用户(H)的位置以及朝向。即，在基于一个形状或者坐标系的近似曲线不适合用户(H)的情况下，根据基于其它形状或者坐标系的近似曲线推断用户(H)的位置以及朝向。因此，即使测距传感器(16)与用户(H)的位置关系发生各种变化也能够检测用户(H)的位置以及朝向。

Body orientation inference device and body orientation inference procedure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】身体朝向推断装置以及身体朝向推断程序
本专利技术涉及即使在传感器与对象者的位置关系发生各种变化的环境下，也能够检测对象者的朝向的身体朝向推断装置以及身体朝向推断程序。
技术介绍
根据专利文献1的面部朝向检测装置，通过沿水平方向设置于头枕3的多个距离传感器11a～11e分别检测到头部4的距离，并基于该头部距离创建近似曲线5。使创建的近似曲线5的一部分更近似椭圆6，并基于该椭圆6的长轴来推断头部4的偏转角。另外，根据专利文献2的人体朝向推断装置，具备距离传感器50，根据距离传感器50的测量结果以椭圆近似对象者，并计算其重心位置。跟踪该重心位置的变化，计算对象者的移动方向，并将其推断为对象者的朝向。同样地，专利文献3的位置检测装置也通过多个距离传感器11～14测量对象者，并根据该测距点群以椭圆近似对象者的轮廓，并跟踪其重心位置的变化，计算对象者的移动方向，并将其推断为对象者的朝向。专利文献1：日本特开2016－175509号公报专利文献2：日本特开2011－081634号公报专利文献3：日本特开2010－169521号公报如专利文献1那样，若是靠着头枕3的头部4的朝向，则各传感器11a～11e与头部4的位置关系大致确定。因此，能够根据基于到头部4的距离计算出的椭圆来推断头部4的偏转角。然而，如专利文献2、3那样，在传感器与对象者(身体)的位置关系发生各种变化的环境下，存在根据传感器与对象者的位置关系，测距数据的获取方式改变，而不能使近似曲线很好地适合对象者的情况。在这样的情况下，无法检测对象者的朝向。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述的问题点而完成的，目的在于即使在传感器与对象者的位置关系发生各种变化的环境下，也能够检测对象者的朝向的身体朝向推断装置以及身体朝向推断程序。为了实现该目的，本专利技术的身体朝向推断装置具备：测距单元，对对象者进行测距；二次函数计算单元，基于多个坐标系分别计算与由该测距单元测量出的多个测距数据取近似的二次函数；二次函数选择单元，选择由该二次函数计算单元计算出的多个二次函数中与多个上述测距数据的近似误差最小的二次函数；以及朝向推断单元，基于由该二次函数选择单元选择出的二次函数来推断上述对象者的朝向。另外，本专利技术的身体朝向推断程序使计算机实现如下功能：测距获取功能，获取对对象者测量出的测距数据；二次函数计算功能，基于多个坐标系分别计算与通过该测距获取功能获取到的多个测距数据取近似的二次函数；二次函数选择功能，选择通过该二次函数计算功能计算出的多个二次函数中与多个上述测距数据的近似误差最小的二次函数；以及朝向推断功能，基于通过该二次函数选择功能选择出的二次函数来推断上述对象者的朝向。根据本专利技术的身体朝向推断装置以及身体朝向推断程序，基于多个坐标系分别计算与对对象者测量出的多个测距数据取近似的二次函数。选择该计算出的多个二次函数中与多个测距数据的近似误差最小的二次函数，并基于该选择出的二次函数来推断对象者的朝向。即，在基于一个坐标系计算出的二次函数不能很好地适合对象者的情况下，根据基于其它坐标系计算出的二次函数来推断对象者的朝向。因此，具有即使在测距单元(传感器)与对象者的位置关系发生各种变化的环境下，也能够检测对象者的朝向的效果。附图说明图1是移动体的外观图。图2是表示移动体的电气结构的框图。图3是移动体的流程图。图4是表示用户的近似椭圆的计算的图。图5(a)是表示根据测距数据的瞬间的偏差计算出尺寸不同的近似椭圆的情况的图，图5(b)是表示用户的身体的肩宽以及厚度、和近似椭圆的长轴以及短轴的图。图6(a)是表示两种二次函数的计算的图，图6(b)是表示二次函数的顶点未存在于两端的测距数据之间的情况的图。图7(a)是表示二次函数的顶点存在于集群边缘间，且一个集群边缘比二次函数的顶点靠外侧并且远离顶点的情况的图，图7(b)是表示二次函数的顶点存在于集群边缘间，且一个集群边缘比二次函数的顶点靠外侧并且接近顶点T的情况的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的优选的实施方式进行说明。首先，参照图1对本实施方式中的移动体1的结构进行说明。图1是移动体1的外观图。移动体1作为在用户H的前方相对于用户(对象者)H移动到适当的位置并能够跟随用户H的装置发挥作用。如图1所示，移动体1具有主要为大致圆柱状的外壳2、配设于该外壳2的内部并控制移动体1的各部的控制部10、测距传感器16、以及车轮17。测距传感器16是配置于外壳2的上部，通过对全方位(360度)照射激光来检测测距传感器16与物体的距离(测距)的装置。测距传感器16将对每个任意的角度检测出的与对象物的距离与该角度建立对应关系并发送至控制部10。另外，测距传感器16构成为能够在上下方向上移动，并预先适当地设定测距传感器16的上下方向的位置以使来自测距传感器16的激光照射至用户H的肩周边。以下，将由测距传感器16检测的距离以及角度称为“测距数据”。车轮17是分别设置于外壳2的下部的左右两端的车轮。左右的车轮17与马达(未图示)连接，通过基于来自后述的驱动部18(参照图2)的控制信号使马达驱动，从而移动体1移动。通过使左右的马达以相同的输出正转以及反转来进行移动体1的前方移动以及后方移动，另外，通过使马达差动，来进行移动体1的移动方向的变更。即，移动体1能够在配设这样的车轮17的正交方向亦即前后方向上移动，另一方面，由于无法在左右方向上直接移动，所以移动体1通过具有非完整的拘束条件的车轮17以及驱动部18移动。接下来，参照图2对移动体1的电气结构进行说明。图2是表示移动体1的电气结构的框图。移动体1具有控制部10，该控制部10具有CPU11、闪存ROM12、以及RAM13，它们经由总线线路14分别与输入输出端口15连接。在输入输出端口15还连接有测距传感器16、以及驱动部18。CPU11是控制通过总线线路14连接的各部的运算装置。闪存ROM12是储存有由CPU11执行的程序、固定值数据等的可改写的非易失性的存储装置，存储控制程序12a。若通过CPU11执行控制程序12a，则图3的主处理被执行。RAM13是用于在CPU11执行控制程序12a时可改写地存储各种工作数据、标志等的存储器，设置了存储由测距传感器16测量出的测距数据MP的测距数据存储器13a、椭圆位置朝向存储器13b、二次函数位置朝向存储器13c、卡尔曼滤波器预测位置朝向存储器13d(以下简称为“KF预测位置朝向存储器13d”)、相关结果位置朝向存储器13e、推断当前位置朝向存储器13f、以及前次值存储器13g。椭圆位置朝向存储器13b是存储根据基于测距数据存储器13a的测距数据MP近似出的近似椭圆C(参照图4)推断出的用户H的位置以及朝向的存储器。二次函数位置朝向存储器13c是存储根据基于测距数据存储器13a的测距数据MP近似出的二次函数Qxy或者Qyx(参照图6)推断出的用户H的位置以及朝向的存储器。KF预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种身体朝向推断装置，其特征在于，具备：/n测距单元，对对象者进行测距；/n二次函数计算单元，基于多个坐标系分别计算基于由上述测距单元测量出的多个测距数据近似得出的二次函数；/n二次函数选择单元，选择由上述二次函数计算单元计算出的多个二次函数中与多个上述测距数据的近似误差最小的二次函数；以及/n朝向推断单元，基于由上述二次函数选择单元选择出的二次函数来推断上述对象者的朝向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180326 JP 2018-0578351.一种身体朝向推断装置，其特征在于，具备：
测距单元，对对象者进行测距；
二次函数计算单元，基于多个坐标系分别计算基于由上述测距单元测量出的多个测距数据近似得出的二次函数；
二次函数选择单元，选择由上述二次函数计算单元计算出的多个二次函数中与多个上述测距数据的近似误差最小的二次函数；以及
朝向推断单元，基于由上述二次函数选择单元选择出的二次函数来推断上述对象者的朝向。


2.根据权利要求1所述的身体朝向推断装置，其特征在于，
将由上述二次函数选择单元选择出的二次函数的计算所使用的测距数据中与该二次函数上的一端相对应的测距数据、和与该二次函数上的另一端相对应的测距数据这2点称为集群边缘，或者将由上述二次函数选择单元选择出的二次函数上的点且近似于多个上述测距数据中的一端的测距数据的点、和近似于多个上述测距数据中的另一端的测距数据的点这2点称为集群边缘，
上述朝向推断单元具备第一朝向推断单元，该第一朝向推断单元将与连结上述集群边缘的直线正交的方向推断为上述对象者的朝向。


3.根据权利要求2所述的身体朝向推断装置，其特征在于，
上述朝向推断单元在由上述二次函数选择单元选择出的二次函数的顶点未存在于上述集群边缘之间的情况下，通过上述第一朝向推断单元推断上述对象者的朝向。


4.根据权利要求2或3所述的身体朝向推断装置，其特征在于，
上述朝向推断单元在由上述二次函数选择单元选择出的二次函数的顶点存在于上述集群边缘之间并且满足第一规定条件的情况下，通过上述第一朝向推断单元推断上述对象者的朝向。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的身体朝向推断装置，其特征在于，
将由上述二次函数选择单元选择出的二次函数的计算所使用的测距数据中与该二次函数上的一端相对应的测距数据、和与该二次函数上的另一端相对应的测距数据这2点称为集群边缘，或者将由上述二次函数选择单元选择的二次函数上的点，且近似于多个上述测距数据中的一端的测距数据的点、和近似于多个上述测距数据中的另一端的测距数据的点这2点称为集群边缘，
上述朝向推断单元具备第二朝向推断...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边丰，冈田真规，久野和宏，高桥正树，万礼应，
申请(专利权)人：株式会社爱考斯研究，学校法人庆应义塾，
类型：发明
国别省市：日本;JP