2段階の点滅を用いた位置検出手法

コンピュータの小型化,軽量化に伴い,センサやコンピュータを身につけて利用するウェアラブルコンピューティングに注目が集まっている.ウェアラブルコンピューティング環境では,コンピュータはユーザが装着している各種センサから得られたデータを用いてユーザの行動や状況を認識し,その場や状況に応じた情報提示を行なうといったサービスを提供する.サービスとしては作業支援,健康支援やナビゲーションなど様々なものが考えられるが,ユーザごとに使用するサービスや,操作したり提示を受けたりする入出力デバイスも異なる.出力デバイスとしてはディスプレイ以外にも,インジケータとしてのLED,振動子やイヤホンなどが考えられ,作業時には環境によって邪魔にならない場所に配置したかったり,ナビゲーション利用時には人によって使いたいデバイスが異なったり,利用サービスごとに変更もしくは兼用したかったりする.こういった理由から出力デバイスはユーザの嗜好・状況に応じて衣服上の好きな部位に装着でき,変更も簡単に行なえる必要があるなど,ウェアラブルコンピューティング環境での情報提示サービス構築のためにはデバイス配置の柔軟性は非常に重要である.衣服上に配置するデバイスの情報通信や給電について,各デバイス間やそれらを制御するオペレーティングコンピュータとの接続形態として,有線と無線が考えられるが,それぞれ,配線が邪魔になる,各デバイスへの安定した電力の供給,デバイス間やそれらとコンピュータ間の通信をどのように成立させるかといったように,デバイスの自由な配置の確保については問題がある.それらの問題を解消するために,近年,導電性素材から構成された導電性衣服の研究が行なわれている.導電性衣服を用いることにより,衣服上に自由にデバイスを配置して通信させたり,バッテリを導電性素材のどこかに接続しておくことでケーブルなしで電力供給が行なえる.本研究では導電性素材上に配置したデバイスを利用できるネットワークシステムを用いる環境を想定する.TextileNetは,衣服の表と裏にそれぞれ導電性素材を用いて電極とし,ピン型のデバイスを布地に差し込むことで電力供給および電圧に重畳した信号によるデータ通信を行なえる.ユーザは導電性衣服上にボタンやスライダなどのデバイスを自由に配置でき,音楽プレーヤなどの多様なアプリケーションを利用できる.このように,TextileNetを用いることで自由なデバイス配置が行なえるが,従来システムでは配置したデバイスの位置をシステムが取得できないという問題があった.ウェアラブルコンピューティング環境において自由な箇所にデバイス配置が可能となった際に,さらにデバイスの位置がわかれば,デバイスの位置と機能の間には密接な関係が存在するため,機能の自動割当やデバイス同士の関連づけなど高度な処理が行なえる.本手法によりウェアラブルコンピューティング環境の構築を個人ごとに柔軟に行なえるようにし,情報提示デバイスをユーザが自分の好きな位置・組合せで装着できるようにすることを目的とする.そこで本研究では,導電性衣服上に配置されたデバイスをカメラで撮影することによって位置を検出する手法を提案する.提案手法ではデバイスの位置を取得するために,各デバイスに割当てられたIDに基づきデバイス上のLEDを点灯させる.さらに,いくつかの点灯パターンのコーディングを行なうことで,効率よくかつ正確な位置取得を実現する.

Various wearable computing devices face problems with their power supplies, communication channels, and placement. Conductive clothes can resolve these problems, but it is still difficult to know the positions of devices on the conductive fabric. Therefore, we propose a method to detect the positions of such devices by using a camera. To detect the positions, our method blinks the LEDs on the devices according to their ID. Additionally, we propose several methods to shorten the time for detection. An experimental evaluation confirmed that compared with conventional method our methods reduce the time to detect the positions of the devices.

Naoya Isoyama, Tsutomu Terada, Junichi Akita, and Masahiko Tsukamoto: A Position Detection Method of Devices on Conductive Clothes by Controlling LED Blinking, International Journal of Wavelets, Multiresolution and Information Processing (IJWMIP), Vol. 11, No. 2, pp. (1350020)1–23 (Mar. 2013). [World Scientific]

Naoya Isoyama, Tsutomu Terada, Junichi Akita, and Masahiko Tsukamoto: A Method to Control LED Blinking for Position Detection of Devices on Conductive Clothes, The 9th International Conference on Advances in Mobile Computing and Multimedia (MoMM '11), pp. 123–130 (Dec. 2011). [ACM DL]

磯山直也, 寺田 努, 塚本昌彦: 部分回転が可能なスクリーンMulti-tilesの設計と実装, ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2011 論文集, p. 13 (Dec. 2011).

磯山直也, 寺田 努, 秋田純一, 塚本昌彦: 導電性素材上に配置されたデバイスのためのカメラを用いた位置検出手法, 情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイルシンポジウム (DICOMO 2010) 論文集, Vol. 2010, pp. 1983–1991 (July 2010) (優秀プレゼンテーション賞).

磯山直也, 寺田 努, 塚本昌彦: アプリケーション機能自動割当てのための導電性衣服分割手法, ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2009 論文集, p. 8 (Nov. 2009).