(57)【要約】      （修正有）【課題】画像処理技術と専用の制御用電源タップを用いて電動クリッパーの動作を制御可能することで、操作のミスによる刈りすぎといった事故を防止することができるシステム及び設定したカットラインを、拡張現実感技術を用いることでカメラ画像上に重ねて表示し、ラインを確認しながら容易に髪形を整えることが可能となるシステムを提供する。【解決手段】ラインの確認を行いながら容易に髪を整えることが可能なシステムは、画像処理技術と専用の制御用電源タップ５を用いることで、電動クリッパー３の動作を制御する。操作のミスによる刈りすぎといった事故を防止し、設定したカットラインを拡張現実感技術によってカメラ画像上に重ねて表示する。【選択図】図１
2018160878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
髪を切る用途において使用されるセルフカット支援システムであって、
髪を切る人の頭部に取り付けられる基準マーカが設けられた位置決め用ヘアバンドと、
位置決め用ヘアバンドが取り付けられた人の頭部を撮影する撮影装置と、
撮影装置が撮影した画像が入力され、入力された画像に基づいて表示装置に表示する画像を形成する制御装置と、を備えており、
制御装置は、
髪をカットするカットラインを設定する機能と、
撮影装置が撮影した画像における位置決め用ヘアバンドに設けられた基準マーカの位置に基づいて、髪をカットするカットラインを撮影装置が撮影した画像に重ねて表示する機能と、を有している
ことを特徴とするセルフカット支援システム。
【請求項２】
位置検出用のマーカが設けられた電動クリッパーと、
電動クリッパーが接続され、電動クリッパーの作動を制御する、電源プラグを備える制御用タップを備えており、
制御装置は、
基準マーカと電動クリッパーのマーカに基づいて、制御用タップにより電動クリッパーの動作制御を調整する
ことを特徴とする請求項１記載のセルフカット支援システム。
【請求項３】
電動クリッパー用マーカには電動クリッパーに関する情報が含まれており、
電動クリッパーに対応した電動クリッパー用マーカを複数備えており、
制御装置は、
各電動クリッパー用マーカに応じて制御用タップによる電動クリッパーの動作制御を調整する
ことを特徴とする請求項１または２記載のセルフカット支援システム。
【請求項４】
制御装置は、
カットラインを自由描写する機能と、カットラインのテンプレート選択機能を備えていることを特徴とする請求項１、２または３記載のセルフカット支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自分の手で散髪を行う、セルフカットを選択する者を対象として、画像処理技術および専用の制御用電源タップを駆使することで電動クリッパーの動作を制御可能なセルフカット支援システムである。
【背景技術】
【０００２】  散髪は美容院、理容院などの場所で専門家の手に任せるのが一般的であるが、自分が抱く理想的な髪形のイメージは口頭ではうまく伝わらないことも多い。また、店内が混雑していた場合、修正を頼むことは難しく、納得のいかない髪形であってもそのまま帰宅してしまう人も少なくない。そのため、そういった不満や金銭の浪費を嫌い、自分の手で散髪を行う、セルフカットを選択する人も多い。セルフカットに必要なものは鏡、電動クリッパー、すきバサミ程度であり、数千円の初期投資で自分の髪形を自由に維持することが可能である。加えてセルフカット用の指南書や、セルフカット用に長さが調節可能なアタッチメントが搭載された電動クリッパーも広く市販されている。このようにセルフカットを始めるまでのハードルは低くなってきているが、実際にセルフカットを行うにあたって大きな障害となっているのが、自分からでは確認が難しい後頭部および側頭部のカットである。方法として合わせ鏡によって確認を行う、またはＵＳＢカメラとノートＰＣを使用して撮影しながらカットを行う、といった方法が挙げられる。しかし、前者は自分の顔が邪魔になってしまう、カットを行う場所によっては鏡の移動が必要になる、また複数枚の鏡が必要になるなど煩雑である。後者は後頭部の確認が容易であるという点において優れているが、自分の後ろ側で電動クリッパーを動かすという動作に慣れず、ミスを犯してしまう危険性は拭えない。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８７８９２
【発明の概要】
カメラを用いてカットを確認する方法として、特許文献１には、美容室、理容室の頭髪カットサービスにおいて、鏡と、モニターを備え、周囲にはカメラが設置され、頭髪カットサービス中、又は終了時に頭髪の状態をモニターに映し出し、頭髪形状確認を容易にするビジネスモデルが開示されている。この方法を採用すれば、後頭部、右側頭部、左側頭部の頭髪形状を常時確認でき、手持ち鏡を持つ手間を省くことが可能である。しかし、特許文献１の技術は、カメラでの確認を主目的とするものであり、自分でカットする際にカットを支援する技術ではない。
【発明の目的】
【０００４】  本発明の目的は、電動クリッパーの操作ミスを防止すること、および容易に髪形を整えることが可能なセルフカット支援システムを提供することである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、画像処理技術および専用の制御用電源タップを駆使することで、電動クリッパーの操作ミスを防止すること、および容易に髪形を整えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  発明者は、セルフカットに特化した画像認識技術、および専用の制御用電源タップを用いた電動クリッパーの動作制御により操作ミスを防止すること、及び容易に髪形を整えることができると考えた。
【０００７】本発明は、以下の技術手段から構成される。
［１］電動クリッパーの操作ミスを防止すること、および容易に髪形を整えることが可能なセルフカット支援システム。セルフカット支援システムは、制御用マイコンと、通信用無線モジュールと、電源スイッチと、電源制御用リレーモジュールと、ＡＣ／ＤＣ変換器と、電源プラグを備える制御用電源タップと、基準マーカが設けられた位置決め用ヘアバンドと、電動クリッパー本体と、電動クリッパー用マーカと、ＵＳＢカメラと、コンピュータと、コンピュータへの入力手段から構成される本体部を備えている。上記の構成物を使用して、基準となる位置決め用ヘアバンドを頭部に、電動クリッパー用マーカを電動クリッパーに取り付け、電動クリッパーの電源ケーブルを制御用電源タップに接続して使用する。また各マーカをＵＳＢカメラによってコンピュータで認識させ、マーカの位置に応じて電動クリッパーへの電力供給のオン・オフを制御する手段を備える。
［２］ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇとＡＲ技術用ライブラリを用いて作成した専用プログラム。プログラムの動作としては、プログラム上でＵＳＢカメラによって撮影された頭部を確認しながら、希望するカットラインを設定する。カメラ画像上で電動クリッパー用マーカを認識することで、電動クリッパーの位置、及び角度を取得することが可能となり、設定されたカットラインを超えてカットしようとした際には制御用電源タップによって自動的に電動クリッパーの動作を停止させるアルゴリズムを備える。
【発明の効果】
【０００８】  セルフカットを行う上で側頭部、後頭部のカットは目視での確認が難しく、刈りすぎやバランスの乱れといったミスが発生しやすい。本システムを利用することで、必要なカットのラインをカメラ画像上に重ねて表示しながらカットすることができ、また、ラインを超えてカットしようとした際には制御用電源タップによって電動クリッパーが自動的に停止するため、致命的なミスを防ぐことが出来る。本システムは、市販されている電動クリッパーにマーカと制御用電源タップを取り付けることで使用できるため、導入するにあたっての障害も少ない。また、本システムでは電動クリッパーの位置の取得にＡＲマーカを用いていることから、電動クリッパーの角度も取得することが可能である。その為、直線的なカットのライン以外にも、斜めのラインや曲線にも対応可能である。
また、アタッチメントのカット長に合わせた電動クリッパー用マーカを装着することで、襟足やもみあげ以外の部位のカットにも対応できる。そのため、画面上に表示されたカットラインに合わせて電動クリッパーを動かすだけで、ミスなく自分の望んだバランスの髪形を作り上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】セルフカット支援システムの全体構成図である。
【図２】制御用電源タップの構成図である。
【図３】専用プログラムの構成図である。
【図４】位置決め用ヘアバンド及び電動クリッパーに設置するマーカの構成図である。
【図５】使用方法についてのフローチャートである。
【図６】カットラインのテンプレート及びラインの分類図である。
【図７】実施例の図である。
【図８】カットラインの追従性の確認の図である。
【発明を実施するための形態】
本発明のセルフカット支援システムは、カメラによってカットを確認することを主目的とするのではなく、拡張現実感技術を用いたカットラインの表示、および電動クリッパーの動作制御を行うことに特徴を有する技術である。
【００１０】（システムの構成）
本システムは、図１に示すように、画面上にカットラインを表示するための原点となる基準マーカ１及び基準マーカ１が設けられた位置決め用ヘアバンド２、散髪を行うための電動クリッパー３、電動クリッパー３の位置を取得するための電動クリッパー用マーカ４、電動クリッパー３の動作を制御するための制御用電源タップ５、制御用タップを制御して電動クリッパー３への電力供給のオン・オフの制御を行う専用プログラム、頭部の撮影を行うためのＵＳＢカメラ６、専用プログラムを動作させるためのコンピュータ７、専用プログラムの操作を行うためのマウス８及びコンピュータへの入力手段からなる。
（使用方法）
発明を実施するための形態を、実際に使用を行う手順の一例で説明する。
使用者は、まず電動クリッパー３に電動クリッパー用マーカ４を取り付け、電動クリッパー３の電源ケーブルを制御用電源タップ５に接続する。その後、位置決め用ヘアバンド２を頭部に装着する。使用者の正面にコンピュータ７を設置し、基準マーカ１とカットしたい部分が撮影できる位置にＵＳＢカメラ６を設置する。
設置が終わった後、制御用電源タップ５のスイッチをオンにし、コンピュータ７上で専用プログラムを起動する。起動後、自動的にＢｌｕｅｔｏｏｔｈもしくはＺｉｇＢｅｅを用いて専用プログラムと制御用電源タップ５間でのペアリングが行われる（Ｓ１）。ペアリング終了後、基準マーカ１及び電動クリッパー用マーカ４の認識率、及び電動クリッパーの先端部分の位置を調整する（Ｓ２）。
調整後、使用者はカットラインの設定を行う（Ｓ３）。カットラインの描画はカメラ画像上に直接行う。描画を行う方法としては、テンプレートの使用（Ｓ４）、及び自由描画モード（Ｓ５）が選択できる。この際、襟足やもみあげのカットラインに加えて、カット長に合わせたカットラインの設定も可能である。
次に、専用プログラムの開始ボタンをクリックし、電動クリッパー３の電源スイッチをオンにする（Ｓ６）。
電動クリッパー３が作動すると、使用者は、カメラ画像上に重ねて表示されているカットラインに合わせて電動クリッパー３を動かし、カットを行う（Ｓ７）。
カット終了後、側頭部や追加のカットを続けて行う場合には、位置決め用ヘアバンド２、ＵＳＢカメラ６、コンピュータ７の位置やカットラインを変更し、カットを継続する（Ｓ８）。
例えば、側頭部をカットする場合、位置決め用ヘアバンド２は図１のように取り付け、図６のような後頭部カットラインおよび側頭部カットラインのテンプレートを選択し画像における側頭部に配置する。
追加のカットを行わない場合には、電動クリッパー３の電源スイッチ、及び制御用電源タップ５のスイッチをオフにすることで、本システムを終了する。
本システムでは、カットミスを防ぐために、以下のように制御用電源タップ５から電動クリッパー３へ電力供給を制御している。
制御用電源タップ５から電動クリッパー３へ電力が供給される条件は４つであり、（１）制御用電源タップ５のスイッチがオンであること、（２）専用プログラム側で開始ボタンがオンであること、（３）基準マーカ１及び電動クリッパー用マーカ４が専用プログラム側において正常に認識されていること、（４）使用者が決定したカットラインよりも電動クリッパー先端の位置が外側であることの４つが満たされている時に電動クリッパー３は動作する。（３）の条件は、障害物等によってマーカが隠れてしまい、位置情報が正確に取得できていない状態での電動クリッパー３の操作ミスを防ぐためのものである。（４）は設定したカットラインを割り込むなど、意図しないカットを防ぐためのものである。
【００１１】（制御用電源タップ）
制御用電源タップ５は、図２に示すように制御用マイコン（Ａｒｄｕｉｎｏ、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉ等）１３、通信用無線モジュール（ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等）９、電源スイッチ１２、電源制御用リレーモジュール１０、ＡＣ／ＤＣ変換器１１、電源プラグ１４で構成されている。通信用無線モジュール９、電源スイッチ１２、電源制御用リレーモジュール１０、ＡＣ／ＤＣ変換器１１は制御用マイコン１３に接続されており、制御用マイコン１３への電力は電源プラグ１４をコンセントに差し込んだ際にＡＣ／ＤＣ変換器１１を通して供給される。制御用電源タップ５は無線通信モジュール９を介してコンピュータ７と無線接続され、後述の専用プログラムによって電動クリッパー３への電力供給が制御される。電源スイッチ１２ではオン（セルフカット支援状態）、オフ（セルフカット支援無し状態）の切り替えが可能である。
【００１２】（位置決め用ヘアバンド）
位置決め用ヘアバンドは、樹脂製の一般的なヘアバンド２に基準マーカ１を取り付けたものである。基準マーカ１は蝶番型のジョイントでヘアバンドに固定されており、使用ケースによって基準マーカ１の角度を変更することが可能である。本発明で頭部の動きに合わせてカットラインを追従して表示させるためには、基準マーカ１の位置も追従して動く必要があり、例えば体にＡＲマーカを取り付けた場合、頭部の動きに合わせてカットラインは追従しない。よって、ヘアバンド２によって基準マーカ１を頭部に固定する。例ではヘアバンド２を用いたが、頭部にマーカを固定することが可能なものであれば、カットラインを頭部に追従させることができる。取り付け位置は頭頂部に限定されず、頭部のいずれかの場所に位置決め用ヘアバンド２が装着されていれば本システムの動作要件を満たす。例えば、頭頂部のヘアバンド２が邪魔になって切りにくい位置のカットを行う場合には、基準マーカ１の角度を変更後、ヘアバンド２を後頭部等別の場所に取り付けることで、頭頂部のカットを行うことができる。また、側頭部のカットを行う場合には位置決め用ヘアバンドのヘアバンド２を前頭部から後頭部にまたがるように縦に取り付ける。
なお、ヘアバンドには、カチューシャやヘアクリップなどの一般的に頭部に取り付けることができるものを含んでいる。
【００１３】（専用プログラム）
専用プログラムは、図３に示すようなディスプレイ上に、全般設定ウィンドウ１８を表示させる機能と、カットラインの描画設定ウィンドウ１９を表示させる機能と、カメラ画面１５を表示させる機能から構成されている。全般設定ウィンドウでは、制御用電源タップ５と専用プログラム間のペアリングと、電動クリッパー３のサイズ設定と、カットラインに対しての閾値の設定と、マーカ１，４の認識率の確認等を行うことが出来る。電動クリッパー３のサイズ設定は、電動クリッパー３の機種の違いによる電動クリッパー用マーカ４から電動刃先端までの長さや電動刃の幅を調節するための設定であり、電動クリッパー用マーカ４から先端までの距離と電動刃の幅を、画面上の数値を変更することで調節する。入力が完了すると、先端部（電動刃）を表すグラフィックス１７が電動クリッパー用マーカ４の座標を元に描画される。使用者が電動クリッパー３を使用すると実際の電動刃は髪の毛で隠れて見えなくなるが、本発明では電動刃を表すグラフィックスにより、電動刃の位置を画面上で確認することが可能であるので、意図しないカットを防ぐことが出来る。
カットラインの描画設定ウィンドウでは、カットラインの自由描画、もしくはテンプレートの使用を選択できる。テンプレートとは図６に示すような、一般的にセルフカットに適しているツーブロック、角刈りなどの髪形のために予め用意されたカットラインの事を指す。カットラインを設定後は画面上にポインターを表示し、マウス、またはタッチパネル等の入力機器を用いてカメラ画像上で直接テンプレートの配置を行う、もしくはカットラインの自由描画を行うことが可能である。
テンプレートを使用する場合には、頭部の大きさに合わせて拡大、縮小及び縦横比の変更を行うことができる。この際、後頭部と側頭部のカットラインは連動して変更されるが、頭部の形状によって微調整が必要な場合もあるため、カットを行う前に位置決め用ヘアバンドを付け替えて後頭部、側頭部の両方に合わせて使用者が調整を行う。テンプレートの調整は、カメラ画像を確認しながら描画設定ウィンドウ上のコンソールで行う。
自由描画モードでは頭部が固定されている方が描きやすい場合も考えられるため、カメラ画像を静止画として取得したうえでカットラインを描けるモード、および描写を行ったカットラインを保存するモードも搭載する。カットラインを描画する際には、襟足やもみあげ用のラインを設定できるほか、カット長に合わせたカット範囲を指定することも可能である。
電動クリッパー用マーカ４は複数用意しておくことが望ましい。例えば、カット長によって電動クリッパー用マーカ４を変更することで現在のカット長を専用プログラム側に認識させることが可能になる。すると、この場合、専用プログラムに現在のカット長を認識させることが可能となるので、現在のカット長に合わせたカットラインを自動で表示させることが可能となる。
【００１４】（電動クリッパー３）
電動クリッパー３は広く市販されている、カット長調節用のアタッチメントが付いた電動の散髪用クリッパーを使用することができるが、とくに使用する電動クリッパー３は制限されない。市販されている電動クリッパーには充電式、交流電源式の二種類の給電方式があり、現在主流なのはコードレスでも交流電源でも使用できる充電・交流式である。本発明は制御用電源タップ５によって電動クリッパー３の動作を制御するため、交流式、充電・交流式に対応している。充電・交流式の場合には交流電源による給電状態での使用となる。
【００１５】（コンピュータ７）
コンピュータ７も一般的に使用されているものを使用することができ、とくに限定されない。例えば、コンピュータ７として、ＷｉｎｄｏｗｓＯＳが搭載されたパソコンを使用することができる。また、コンピュータ７で作動するアプリケーションは、上述した専用プログラムの機能を実現できるものであればよく、とくに限定されない。例えば、アプリケーションとしてはグラフィックスに特化したプログラミング言語であるＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇで記述した専用プログラムを挙げることができる。
【００１６】（ＵＳＢカメラ６）
ＵＳＢカメラ６も一般的に使用されているものを使用することができ、とくに限定されない。例えば、ＵＳＢカメラ６は広く市販されている、２００万画素のＣＭＯＳカメラを使用することができる。具体的には、専用プログラムの動作するコンピュータ７に接続して頭部の撮影を行うことができる機能を有するものであればよい。
【００１７】（マーカ１，４の構成）
本発明で使用するマーカ１，４には、拡張現実感技術に使用されるＡＲマーカを使用することができる。ＡＲマーカは白黒のパターン画像であり、ＵＳＢカメラ等のカメラでマーカを撮影することで画面端及び基準マーカを原点とした他のマーカの座標及び角度を取得することが可能である。本発明ではＡＲＴｏｏｌＫｉｔなどのライブラリで広く使用されている、正方形の黒枠内に左右非対称のパターンが描かれたマーカを使用したが、マーカとして用いることが可能であれば種類は問わない。マーカの材質は、プラスチック等の樹脂製であり、サイズに関しては、位置決め用ヘアバンドに取り付けられている基準マーカ１は例えば５ｃｍ×５ｃｍ程度、電動クリッパー用マーカ４は３ｃｍ×３ｃｍ程度である。基準マーカ１は側頭部をカットする際にマーカのつけ直しを省くため、裏表の両面にマーカを印刷する図４（１，２３）。電動クリッパー用マーカ４はアタッチメントによってカット長を調節できる場合を想定して、例えば１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍなどカット長によってマーカのパターンを変更する図４（４，２１，２２）。
【００１８】  本発明では電動クリッパー用マーカ４の座標は頭部に取り付けられた基準マーカ１の座標を原点として計算される。設定したカットラインも基準マーカ１の座標を原点として描画されるため、カットラインは頭部の動きに追従して表示される。電動クリッパーの３位置とカットラインは、どちらも基準マーカ１を原点としているため、例えば頭部が傾いていたとしても、カットラインを電動クリッパー３の先端が割り込んだかどうかは正常に判断される。そのため、使用者は頭部の動きを気にせずカットすることが可能である。
【実施例】
【００１９】  実施例の画面を図７に示す。制御用電源タップを除いたソフトウェア部分を中心に開発を行い、実現可能性について検討を行った。ソフトウェアはプログラミン言語であるＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ２．０を用いて作成し、拡張現実感（ＡＲ）技術に関してはＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ向けのフリーのＡＲライブラリであるＮｙＡＲＴｏｏｌｋｉｔを使用した。
まず、カットラインの表示について確認した。図７に示す通り、基準マーカに合わせて赤いカットラインが表示されていることが分かる。このカットラインは基準マーカの位置に合わせて表示されているため、図８のように頭を傾けても追従して表示される。電動クリッパーの先端グラフィックスに関しても、図７に示すようにクリッパー用マーカの位置情報に合わせて表示されており、電動クリッパーを移動させてもマーカが認識されている限り追従する。このようにグラフィックスの表示に関して発明に必要な要件を満たしていることが確認できた。
【符号の説明】
【００２０】１    基準マーカ
２    位置決め用ヘアバンド
３    電動クリッパー
４    電動クリッパー用マーカ（１ｍｍ）用
５    制御用電源タップ
６    ＵＳＢカメラ
７    コンピュータ
８    マウス
９    通信用無線モジュール
１０  電源制御用リレーモジュール
１１  ＡＣ／ＤＣ変換器
１２  電源スイッチ
１３  制御用マイコン
１４  電源プラグ
１５  カメラ画面
１６  カットライン
１７  電動クリッパーの先端を表すグラフィック
１８  全般設定ウィンドウ
１９  描写設定ウィンドウ
２０  基準マーカ角度変更用ヒンジ
２１  電動クリッパー用マーカ（３ｍｍ）用
２２  電動クリッパー用マーカ（５ｍｍ）用
２３  基準マーカ裏
【図１】
2018160878.tif 000003
【図２】
2018160878.tif 000004
【図３】
2018160878.tif 000005
【図４】
2018160878.tif 000006
【図５】
2018160878.tif 000007
【図６】
2018160878.tif 000008
【図７】
2018160878.tif 000009
【図８】
2018160878.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月29日(2017.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
髪を切る用途において使用されるセルフカット支援システムであって、
髪を切る人の頭部に取り付けられる基準マーカが設けられた位置決め用装身具と、
位置決め用装身具が取り付けられた人の頭部を撮影する撮影装置と、
撮影装置が撮影した画像が入力され、入力された画像に基づいて表示装置に表示する画像を形成する制御装置と、を備えており、
制御装置は、
髪をカットするカットラインを設定する機能と、
撮影装置が撮影した画像における位置決め用装身具に設けられた基準マーカの位置に基づいて、髪をカットするカットラインを撮影装置が撮影した画像に重ねて表示する機能と、を有しており、
位置検出用のマーカが設けられた電動クリッパーと、
電動クリッパーが接続され、電動クリッパーの作動を制御する、電源プラグを備える制御用タップを備えており、
制御装置は、
基準マーカと電動クリッパーのマーカに基づいて、制御用タップにより電動クリッパーの動作制御を調整する
ことを特徴とするセルフカット支援システム。
【請求項２】
電動クリッパー用マーカには電動クリッパーに関する情報が含まれており、
電動クリッパーに対応した電動クリッパー用マーカを複数備えており、
制御装置は、
各電動クリッパー用マーカに応じて制御用タップによる電動クリッパーの動作制御を調整する
ことを特徴とする請求項１記載のセルフカット支援システム。
【請求項３】
制御装置は、
カットラインを自由描写する機能と、カットラインのテンプレート選択機能を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のセルフカット支援システム。