(57)【要約】【課題】装置の規模拡大を抑えつつ、特定の人間の位置を検出することが可能な技術を提供する。【解決手段】導電性を有する物質である導電体と、前記導電体に接続された１または複数の電極と、前記電極に交流信号が出力された場合において前記電極からの入力信号を解析することによって前記入力信号の特徴を抽出する信号解析部と、前記特徴に基づいて、前記導電体が物体に接触または近接しているか否かを識別する識別部と、を備える、情報処理システムが提供される。【選択図】図１
2017068609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する物質である導電体と、
前記導電体に接続された１または複数の電極と、
前記電極に交流信号が出力された場合において前記電極からの入力信号を解析することによって前記入力信号の特徴を抽出する信号解析部と、
前記特徴に基づいて、前記導電体が物体に接触または近接しているか否かを識別する識別部と、
を備える、情報処理システム。
【請求項２】
前記電極は、前記導電体にそれぞれ接続された第１の電極および第２の電極を含み、
前記信号解析部は、前記第１の電極に前記交流信号が出力された場合において前記第２の電極からの前記入力信号を解析することによって前記入力信号の特徴を抽出する、
請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
前記導電体は、ユーザの足部に取り付けられている、
請求項２に記載の情報処理システム。
【請求項４】
前記電極は、ユーザの足部に取り付けられている、
請求項３に記載の情報処理システム。
【請求項５】
前記識別部は、前記特徴に基づいて前記ユーザの足部によるジェスチャを識別する、
請求項４に記載の情報処理システム。
【請求項６】
前記情報処理システムは、
前記ジェスチャに対応する操作を実行させるための命令を所定の電子機器に送信する通信部をさらに備える、
請求項５に記載の情報処理システム。
【請求項７】
前記通信部は、前記の電極と前記物体との接触または近接が検出されない場合、前記電子機器への前記命令の送信を開始しない、
請求項６に記載の情報処理システム。
【請求項８】
前記通信部は、前記の電極と前記物体との接触または近接が検出された場合、前記電子機器に前記命令の送信を開始する、
請求項７に記載の情報処理システム。
【請求項９】
前記物体は、導電性物質を有する床面である、
請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項１０】
前記物体は、表面が電気を流す素材を有する床面である、
請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項１１】
前記物体は、表面が絶縁体を含み、内部に導電性物質を有する床面である、
請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項１２】
前記情報処理システムは、
前記入力信号を入力する信号入力部をさらに備える、
請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項１３】
前記情報処理システムは、
前記交流信号を発生させる波形発生器をさらに備える、
請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項１４】
前記識別部は、前記特徴に基づいて、前記導電体の居場所情報を取得する、
請求項１に記載の情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハンズフリーの電話機が利用されている。しかし、ハンズフリーの電話機は、利用者の身体やその周りに装着するものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。また、人間の近接を検出する装置や、人間の足による操作を検出する装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７７９３号公報
【特許文献２】特開平１１−２１２７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この装置を用いた場合には、床や床付近に複数のセンサを配置する必要性や押圧センサを持つ特殊なマットを敷く必要性があることから、装置が大規模になりやすい。また、これらの装置を用いた場合には、人間の検出とその人間の特定とを別個に行う必要がある。そこで、装置の規模拡大を抑えつつ、特定の人間の位置を検出することが可能な技術を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するために、本発明のある観点によれば、導電性を有する物質である導電体と、前記導電体に接続された１または複数の電極と、前記電極に交流信号が出力された場合において前記電極からの入力信号を解析することによって前記入力信号の特徴を抽出する信号解析部と、前記特徴に基づいて、前記導電体が物体に接触または近接しているか否かを識別する識別部と、を備える、情報処理システムが提供される。
【０００６】
前記電極は、前記導電体にそれぞれ接続された第１の電極および第２の電極を含み、前記信号解析部は、前記第１の電極に前記交流信号が出力された場合において前記第２の電極からの前記入力信号を解析することによって前記入力信号の特徴を抽出してよい。
【０００７】
前記導電体は、ユーザの足部に取り付けられていてよい。
【０００８】
前記電極は、ユーザの足部に取り付けられていてよい。
【０００９】
前記識別部は、前記特徴に基づいて前記ユーザの足部によるジェスチャを識別してよい。
【００１０】
前記情報処理システムは、前記ジェスチャに対応する操作を実行させるための命令を所定の電子機器に送信する通信部をさらに備えてよい。
【００１１】
前記通信部は、前記の電極と前記物体との接触または近接が検出されない場合、前記電子機器への前記命令の送信を開始しなくてよい。
【００１２】
前記通信部は、前記の電極と前記物体との接触または近接が検出された場合、前記電子機器に前記命令の送信を開始してよい。
【００１３】
前記物体は、導電性物質を有する床面であってよい。
【００１４】
前記物体は、表面が電気を流す素材を有する床面であってよい。
【００１５】
前記物体は、表面が絶縁体を含み、内部に導電性物質を有する床面であってよい。
【００１６】
前記情報処理システムは、前記入力信号を入力する信号入力部をさらに備えてよい。
【００１７】
前記情報処理システムは、前記交流信号を発生させる波形発生器をさらに備えてよい。
【００１８】
前記識別部は、前記特徴に基づいて、前記導電体の居場所情報を取得してよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、装置の規模拡大を抑えつつ、特定の人間の位置を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。
【図２】同実施形態においてユーザが履く靴を示す図である。
【図３】同実施形態に係る情報処理システムの概略を示す図である。
【図４】同実施形態に係る情報処理システムの機能構成例を示す図である。
【図５】導電体と床の接触面積と信号の変化量との関係を示す図である。
【図６】同実施形態の動作フローを示す図である。
【図７Ａ】図６に示した動作の詳細を示す図である。
【図７Ｂ】図６に示した動作の詳細を示す図である。
【図８】靴によるジェスチャと操作命令の対応表を示す。
【図９】出力信号および変化後の入力の例を示す図である。
【図１０】特徴ベクトルの取得の例を説明するための図である。
【図１１】第２の実施形態に係る靴裏の構造と床との接触イメージを示す図である。
【図１２】ジェスチャと操作命令の対応表である。
【図１３】同実施形態に係る情報処理システムの機能構成例を示す図である。
【図１４】同実施形態の動作フローを示す図である。
【図１５】第３の実施形態の利用イメージについて説明するための図である。
【図１６】同実施形態の利用イメージについて説明するための図である。
【図１７】同実施形態においてユーザが履く靴を示す図である。
【図１８】同実施形態に係る情報処理シシステムの概略を示す図である。
【図１９Ａ】同実施形態の補足イメージを示す図である。
【図１９Ｂ】同実施形態の補足イメージを示す図である。
【図２０】同実施形態の動作フローを示す図である。
【図２１】同実施形態のデータベースの構成例を示す図である。
【図２２】第４の実施形態の利用イメージについて説明するための図である。
【図２３】同実施形態に係るロボットの構造イメージを示す図である。
【図２４】同実施形態に係る情報処理システムの機能構成例を示す図である。
【図２５】同実施形態の動作フローを示す図である。
【図２６】同実施形態のデータベースの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットまたは数字を付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
【００２３】
（０．実施形態の概要）
まず、本発明の実施形態の概要について説明する。本発明の実施形態は、足の動作によって、電子機器を操作する事を特徴とする何らかの操作が行える情報処理システムに関するものである。
【００２４】
照明や音楽プレイヤ、電話機などを始めとする電子機器は、わずかな操作で自分の居心地の良い音量や明るさに変えることが出来る。しかし、ユーザが作業中で手が離せなかったり荷物で手が塞がっていたり料理や医療などによって手の衛生を保つ必要がある場合、手を使って操作する電子機器は簡単な操作であっても作業を一時中断したり、荷物を一度置いたり、手を洗うなどの一手間がかかる。
【００２５】
また、メディアに放映中のアナウンサーやダンスやゲームで体を動かしたエンターテイメントの最中である場合も、その操作をする行為は他人に見られたりわかられたりしないように工夫が必要となる。
【００２６】
本発明の実施形態は、これらの問題の解決を図るものであり、手の代わりに、人間の足で電子機器の操作が行える仕組みを導入する。つまり、ユーザが履く靴の底（靴の裏）に電極やシート状の導電体など導電性のあるものを設置し、そこに特定の電気信号を流す。利用者はその靴を履いて上述の床上で動作を行う。
【００２７】
ここで、床としては、一般的なオフィスや工場の床を想定している。静電気が溜まらないようにオフィスの床は、その床下に導電性のある板が敷かれている場合が多く、工場の床はわずかに導電性がある場合が多いためである。このような表面または内部に導電体をもつ床は、靴の裏の導電体と床の接触で構成されるキャパシタに相当する部分の静電容量などを変化させ、本システムが靴の裏の導電体に流す信号を変化させることが出来る。この変化パターンが、あらかじめ学習された識別器によって人間の足による動作として検出される。
【００２８】
靴の導電体に繋がった制御器は、人間の足による動作を検出し、識別部を用いて分類し、その結果の違いによって異なる操作を指示する命令信号を通信部より特定の電子機器に送り、電子機器はその命令に従う。以下では、制御器と電子機器は一例ではＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などでワイヤレスにつながっていることを想定する。その床上にいる利用者は移動しながらでも動作を行うことで制御器に繋がった電子機器を操作することが出来る。
【００２９】
また、本実施形態では、靴裏を制御用部分として用いているが、例えば、本機能のＯＮ／ＯＦＦの切換えに靴の側面などを利用して導電部分を広げたり、靴の側面などにスイッチを取り付けたりするようにしても構わない。
【００３０】
なお、本実施形態においては、ユーザの右足が履く靴が有する機能について主に説明する。しかし、ユーザの右足が履く靴の代わりに、ユーザの左足が履く靴が同様の機能を有していてもよい。あるいは、ユーザの右足が履く靴および左足の双方が履く靴が同様の機能を有しており、どちらの靴の機能を利用するかをユーザが手動により選択することが可能であってもよい。
【００３１】
また、以下では、靴裏の導電体と床とが接触した場合に、靴裏の導電体と床との接触で構成されるキャパシタに相当する部分の静電容量などを変化させ、本システムが靴の裏の導電体に流す信号を変化させるとして説明する。しかし、靴裏の導電体と床とが（所定の距離以内に）近接した場合にも、靴裏の導電体と床とで構成されるキャパシタに相当する部分の静電容量などが変化し、本システムが靴の裏の導電体に流す信号が変化する。したがって、靴裏の導電体と床とが近接した場合も靴裏の導電体と床とが接触した場合と同様に取り扱われ得る。
（１．第１の実施形態）
続いて、本発明の第１の実施形態について説明する。図１を用いて、本発明の第１の実施形態の構成について説明する。本発明の第１の実施形態においては、ユーザ１００が電子機器２１０３を利用するものとする。電子機器２１０３としては、電話機やコンピュータなどの通信機器、オーディオスピーカ、テレビなどが想定される。ここでは例として、電子機器２１０３がオーディオプレイヤであり、一般的な動作、ＣＤなどの音楽の再生、停止、音量調整、曲の切換えなどが行えるものとする。
【００３２】
ユーザ１００は靴２１０４を履いている。制御器２１０１は、靴２１０４に繋がっている。制御器２１０１は、電子機器２１０３に無線通信などで繋がっている。制御器２１０１は、靴２１０４に備わる電極に電気信号を流す。靴２１０４は床２１０５との接触により、靴２１０４を流れる電気信号を変化させることができる。電気信号の変化を制御器２１０１は読み取り、解析し、予め学習した信号の変化を使って識別する事で靴２１０４と床２１０５との接触のパターンを認識する。接触のパターンに対応した命令は電子機器２１０３に送られる。電子機器２１０３は受け取った命令に従い動作する。
【００３３】
床２１０５としては、一般的にオフィスや実験室、工場に敷かれている床を想定している。工場や実験室の床は静電気が溜まらないように表面が多少の電気が流れる構造になっている。このような導電性のある床は、靴２１０４の底（裏面）が近接又は接触する事で、後述する、靴２１０４の底（裏面）を覆っている導電体２１０７の静電容量や抵抗値が変化し、導電体２１０７を流れる信号を変形させることが可能であるため、本システムを利用可能であると考えられる。
【００３４】
また、オフィスの床は、電子機器による静電気が留まらないように、内層に金属の材料が使われていることが多いが、表面が絨毯などの絶縁体の材質が敷かれている状態が一般的である。しかし、絶縁体素材が十分に薄く内層の導電体が靴２１０４に付属する導電体２１０７の静電容量を変化させ、導電体２１０７を流れる信号を変形させることが可能な床であれば、本システムを利用可能であると考えられる。
【００３５】
まとめると、本システムを利用可能な床の条件は、「床そのものが導電体である」、または、「床の表面が静電気を流す多少電気を通す素材」、または、「床の表面が薄い絶縁体だが内層に導電体を使用している」という３条件のいずれかが成立し、かつ、「ユーザ１００の靴２１０４に流した信号を変形させる」という条件が成立することである。
【００３６】
故に、本システムは、十分な厚みのある木材などの絶縁体の上では想定される動作をしないが、このような場合には金属板や導電布など導電性のある材質を床に敷くことによって、床が本システムを利用可能になる。故に、導電体の板の上に不導体のシートを被せるなどすれば、本システムの利用が可能な環境が整えられる。
【００３７】
また、事前にシステムを利用する床２１０５上で、それぞれのユーザの足の動作による信号の変化を学習させておいた識別部を用いることで、同様の特徴を持つ床上であれば、どこでもユーザ１００は本システムを利用できる。
【００３８】
図２に、本発明の第１の実施形態において、ユーザ１００が履く靴２１０４を示す。靴２１０４には、電極２１０６−ａが靴裏のつま先に付き、電極２１０６−ｂが靴裏の踵に付いている。導電布や導電性のシートなどの導電体２１０７が靴２１０４の靴底（靴裏）面を覆っている。制御器２１０１は、靴２１０４の電極２１０６に繋がっている。
【００３９】
図３に、靴２１０４のシステムの概略を示す。制御器２１０１は、後述する電気信号を電極２１０６−ａに流す。電極２１０６−ｂは、制御器２１０１のＧＮＤに抵抗やコンデンサなどで構成された回路を介して繋がっている。故に、導電体２１０７は、電極２１０６−ａ，ｂを結ぶ導線となっている。靴裏の電極２１０６又は導電体２１０７が床２１０５と接触または近接する事で電極２１０６又は導電体２１０７と床２１０５で構成されるキャパシタ相当部分の静電容量が変化するため、電極２１０６又は導電体２１０７を流れる信号の形が変化する。制御器２１０１は、電子機器２１０３と無線通信で繋がっている。
【００４０】
図４に、本発明の第１の実施形態の構成図を示す。本発明の第１の実施形態に係る構成は、主に靴２１０４と電子機器２１０３、床２１０５から成る。靴２１０４は、主として靴裏の電極２１０６と導電体２１０７と制御器２１０１からなる。靴２１０４の爪先に位置する電極２１０６−ａと靴２１０４のかかとに位置する電極２１０６−ｂが、図３で前述の通り、それぞれ導電体２１０７と接続し、靴２１０４の裏面が床２１０５につくことで、電極２１０６と導電体２１０７は床２１０５に接続する。
【００４１】
靴２１０４を履いたユーザ１００は、床面２１０５上で足による動作を行うことで導電体２１０７が床２１０５に接触すると、導電体２１０７および電極２１０６を流れる信号が変化する。制御器２１０１は、電極２１０６−ａ（つま先）を流れる信号の変化をよみとることでユーザ１００の床２１０５への侵入やユーザ１００の足による動作を検知する。足による動作とはすなわち、靴２１０４のつま先を床２１０５に少し付けたのか靴半分を付けたのか、靴裏全体をつけたのかで信号にそれぞれ異なる変化が起こり、その変化から動作を推定する。以降ではこの足による動作をジェスチャと呼ぶ。
【００４２】
この時の信号の変化の仕方を図５に示す。靴２１０４を床２１０５に全くつけなかった場合、信号の変化量は０である。ここで信号の変化量とは、靴２１０４を床２１０５に全くつけなかった場合に電極２１０６−ａ（つま先）を流れる信号の形から、どれだけ信号が変形したかを表す割合のことである。靴２１０４の裏全体を床２１０５に付けた時は、変化量は最大である。靴２１０４の裏を床２１０５に部分的に付けた場合は、靴裏の導電体２１０７と床２１０５の接触面積の広さに応じて変化量が異なる。
【００４３】
この変化量を電子機器２１０３の操作に用いる。例えば、靴裏を２１０５の床面に着けた広さに応じてオーディオプレイヤの音量を変化させるなどといった利用が考えられる。音量を大きくしたければ、なるべく靴裏全体を床２１０５に付けるようにする。音量を小さくしたければ、なるべくつま先だけを床２１０５に付けるようにする。
【００４４】
制御器２１０１は、検知したユーザの動作によって電子機器２１０３にそれぞれ決まった命令を送る。制御器２１０１は、電源供給部２１０８、波形発生器２０１、信号入力部２０２、信号解析部２０３、識別部２０４および通信部２０５から構成される。電源供給部２１０８は、波形発生器２０１に接続する。波形発生器２０１は、回路Ｂ４０２を介して電極２１０６−ａ（つま先）に信号を送る。回路Ｂ４０２は主にダイオードなどで構成され、信号入力部２０２に電気信号が送られるように仕組まれている。また、電源供給部２１０８は、回路Ａ４０１を介して電極２１０６−ｂ（かかと）に接続している。回路Ａ４０１は、抵抗やコンデンサなどで構成され、電極２１０６−ａ（つま先）に送られた信号が全てＧＮＤに流れないようにする仕組みになっている。
【００４５】
波形発生器２０１は、スイープ信号と呼ばれる時間ごとに周波数が変化する周波数の異なる交流信号を発生し、増幅して適当な振幅にしてから、電極２１０６から電気信号として出力することを特徴とする機能部である。本発明の典型的な実施の形態としては、およそ３３ミリ秒の間に１ｋＨｚから３．５ＭＨｚまで変化する信号を出力する機器を利用することができる。以下では、波形発生器２０１が出力する信号周波数を（ｆ＿０，ｆ＿１，・・・，ｆ＿ｎ）と表記する。
【００４６】
この電気信号が電極２１０６から床面２１０５に出力され、ユーザ１００と靴２１０４の静電容量によって形成される回路によって特定の周波数に対する応答が変化する。人体は容量１００〜２００ｐＦ程度のキャパシタととらえることができるため、靴２１０４の導電体を介してユーザ１００は波形発生器２０１からの出力に対する周波数変化フィルタを構成する。
【００４７】
床面２１０５と靴２１０４との距離、靴２１０４の種類、ユーザ１００の動きによって信号の変化の仕方が違うため、各事象に対する信号の変化の仕方を学習しておくことで、信号の変化から事象を識別することができる。識別方法については後に詳述する。
【００４８】
信号入力部２０２は、Ａ−Ｄコンバータ等から実現される機能部であり、入力される信号を読みパソコンやマイコン等で処理可能な数値データに変更することを特徴とする機能部である。特に、信号入力部２０２は、電極２１０６−ａ（つま先）を流れる信号を入力する。信号入力部２０２から得られたデータは信号解析部２０３に送られる。
【００４９】
信号解析部２０３は、信号入力部２０２から得られたデータを周波数解析、ピーク検出等の処理を行って、識別部２０４に対する入力である、特徴ベクトルを抽出することを特徴とする機能部である。特徴ベクトルの出力方法の一例としては、信号入力部２０２の出力データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）と呼ばれる方法で周波数領域の信号に変更し、信号波形のピークを検出して、ピーク時の周波数とその周波数での振幅値を組みとした値を複数のピークに対して検出したものをベクトルとする、という方法がある。方法については後に詳述する。信号解析部２０３の出力は識別部２０４に送られる。
【００５０】
識別部２０４は、典型的にはサポートベクターマシンやナイーブベイズ識別器などのパターン認識器として構成される。特定の事象と関連付けて入力される特徴ベクトルを事前に学習しておき、特徴ベクトルが入力された際に、事象をクラスとして出力する。本実施形態の例では、信号解析部２０３の出力を特徴ベクトルとし、その結果から、ユーザ１００が靴２１０４を履いていて、床面２１０５に近づいているか否かという事象を含んだ、ユーザ１００の靴２１０４で行うジェスチャを識別する。識別部２０４の出力結果は通信部２０５に送られる。
【００５１】
通信部２０５は、識別部２０４の出力結果を入力とし、電子機器２１０３に特定の信号を送って各ジェスチャ又はその組み合わせに対応した何らかの動作を電子機器２１０３にさせることを特徴とする機能部である。典型的な例としては「ユーザ１００は（靴２１０４を履いて）右足を爪先だけつけている。」と検知されると、オーディオプレイヤである電子機器２１０３に「音量を小さくする」という指令を送る。これに従いオーディオプレイヤは再生中の音楽の音量などを小さくする。
【００５２】
図６を用いて制御器２１０１の実際の動作フローを説明する。ステップＳ６０１で動作を開始する。まず、ステップＳ６０３で波形発生器２０１からスイープ信号を電極２１０６−ａ（つま先）に送る。ステップＳ６０３の詳細は図７Ａに示した。ステップＳ６０３の詳細について述べる。ステップＳ３９９から動作が始まる。Ｓ３０３で波形発生器２０１が出力するべき信号の周波数の組が残っているかを判定する。Ｓ３０５で波形発生器２０１が出力する信号の周波数を一つ選択する。ここで選択された周波数をｆｑ＿ｋとする。
【００５３】
Ｓ３０７で波形発生器２０１は選択された周波数ｆｑ＿ｋをもつ交流信号を発生する。交流信号の典型的な例としては正弦波等があるが、三角波など別の交流信号を用いても構わない。Ｓ３０９で波形発生器２０１は選択された周波数ｆｑ＿ｋをもつ交流信号を、オペアンプなどを用いて増幅し、十分なエネルギーを持つ信号にする。Ｓ３１１で波形発生器２０１は増幅された信号を電極２１０６−ａ（つま先）から流し、Ｓ３１３に示すように所定時間出力する。その後、Ｓ３０３に戻る。
【００５４】
Ｓ３０３で出力する周波数が残っていない場合、Ｓ３９７へ進みＳ６０３の動作は終了し、図６のＳ６０５へ進む。Ｓ６０５で信号が導電体２１０７を流れる。Ｓ６０７で導電体２１０７と床２１０５が接触している場合、Ｓ６０９に進む。Ｓ６０９で靴２１０４の導電体２１０７と床２１０５とが接触している面積に応じて信号の量が変化する。次にＳ６１３へ進む。Ｓ６０７で靴２１０４の導電体２１０７と床２１０５が接触していない場合、Ｓ６１１に進む。信号は変化しない。さらにＳ６１３へ進む。Ｓ６１３では電極２１０６−ａ（つま先）に流れている信号を信号入力部２０２が読み取る。
【００５５】
図９に示されるように、出力された信号は、ユーザ１００が靴２１０４を履いて床２１０５上に居る場合、床２１０５の静電容量によって形成される周波数変更回路によって元のスイープ信号Ｆ９９９から、Ｆ９９７のように波形が変化するため、この変化を検出して下記のステップで利用する。
【００５６】
Ｓ６１５で、信号解析部２０３は信号の特徴を抽出する。ステップＳ６１５の詳細は図７Ｂに示す。ステップＳ６１５の詳細について述べる。ステップＳ３９５から動作が始まる。
【００５７】
Ｓ３１７で信号解析部２０３は保持した入力信号を周波数解析し、時間領域から周波数領域への信号に変換する。具体的にはＦＦＴ（高速フーリエ変換）などを用いる。Ｓ３１９で信号解析部２０３は周波数領域へ変換された信号から波形のピーク値を検出する。ピークの周波数（Ｆｑ＿ｋ）およびその周波数での振幅値（Ａ＿ｋ）の組を複数抽出し、特徴ベクトルとして出力する。
【００５８】
図１０を用いて説明すると、横軸が周波数で縦軸が振幅である場合に、解析する周波数の範囲を決め、その範囲内でのピークをｎ個検出し、各ピークのＦｑ＿１〜Ｆｑ＿ｎとＡ＿１〜Ａ＿ｎを抽出し特徴ベクトルとする。解析する周波数の範囲は、学習が上手くいきやすい範囲と失敗しやすい範囲がある。本システムを使用する環境等によって適当な解析範囲は変化するため、事前に複数種類の周波数の範囲で識別率をしらべ、適当な周波数範囲を決めておくことが望ましい。
【００５９】
最終的に下記のような２ｎ次元の特徴ベクトルが得られる。
（Ｆｑ＿１，Ａ＿１，Ｆｑ＿２，Ａ＿２，・・・，Ｆｑ＿ｎ，Ａ＿ｎ）
【００６０】
Ｓ３９３に進み、Ｓ６１５は終了し、図６のＳ６１７へ進む。Ｓ６１７ではＳ６１５で抽出した特徴を識別部２０４に渡す。Ｓ６１９では識別部２０４は、Ｓ６１７で得られた特徴ベクトルを入力として得て、必要に応じて正規化処理を行い、識別処理を行う。この際に識別部２０４は、波形の変化からユーザ１００のジェスチャを識別し、そのジェスチャの組み合わせから電子機器２１０３に送る命令を決定する。Ｓ６２１で通信部２０５はその命令を電子機器２１０３に送る。Ｓ６２３で電子機器２１０３はその命令を実行する。各ジェスチャによる特徴ベクトルと、それ以外の状態の特徴ベクトルを学習済みで識別可能である事とする。
【００６１】
図８に靴２１０４によるジェスチャと操作命令の対応表を示す。各靴の図には電極、導電体、制御器などが付いているものとする。本発明の第１の実施形態においては、電子機器２１０３がオーディオプレイヤであることとしている。靴２１０４を床面に着けていない場合は消音、靴２１０４の裏面の導電体２１０７をつま先から踵へ接触面積を広げていくにつれ音量が上がるというようになっている。また、電子機器２１０３が照明の場合は、音量の代わりに明るさが変化する様になっている。
【００６２】
本発明の第１の実施形態によれば、オフィスや実験室など静電気を逃す仕組みがあり、ユーザの履く靴の電極に流した信号を変形させる床上であればどこでも、移動しながらでも、ユーザは手を使わずに足の動作によって電子機器を操作できる。
【００６３】
（２．第２の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、電子機器の変化量の調整に靴裏全面を利用する形となっていた。そのため、歩行中などで電子機器の操作に用いない場合には、本発明の機能をＯＦＦにする必要がある。この工夫として、利用する床面の面積を小さくし、その上では操作だけに用いるようにする必要があった。あるいは本発明の機能（電子機器の操作）のＯＮ／ＯＦＦの切換えは別で用意する（例えば、靴の側面にスイッチや電極を取り付けるなど）必要があった。
【００６４】
本発明の第２の実施形態では、靴裏の導電体の材質と電極の材質を大きく異なるものにすることで、本システムの靴裏で変化量の調整以外に本実施形態の機能（電子機器の操作）のＯＮ／ＯＦＦも、床面や靴に他の工夫を行わずに靴裏で行うことができる事を特徴とする情報処理システムに関するものである。靴裏の導電体の材質と電極の材質が大きく異なるとは、靴裏の導電体と電極それぞれが床２１０５に付けられたときに異なる変化パターンとして検出される程度に材質が異なっていることを意味する。
【００６５】
図１１に靴裏の構造と、床の接触イメージを示す。第１の実施形態と同様の内容については同一の符号を付して印し、詳細な説明は省略する。Ｆ９９５が靴４１０４の裏の図でＦ９９３，Ｆ９９１が靴４１０４を床２１０５に着けた時の横から見た図である。
【００６６】
第１の実施形態と異なる点は、導電体２１０７と電極２１０６の材質が大きく異なるようになっていることと、靴２１０４の底の曲面を利用して靴裏全体を付けた時に電極２１０６−ａが床につかないことである。
【００６７】
まず、導電体２１０７と電極２１０６の材質が大きく異なることで、電極２１０６−ａを床２１０５に付けたときと、電極２１０６−ａを床２１０５に付けずに導電体２１０７を床２１０５に着けたときで電極２１０６又は導電体２１０７の静電容量などが変わる。静電容量などの変化は、電極２１０６−ａから電極２１０６−ｂへの電気信号の伝わり方を変えるため電気信号の変形が観測される。
【００６８】
次に、靴２１０４の底を曲面にして靴裏全体を付けた時に電極２１０６−ａが床につかないようにすることで電極２１０６−ａを付けた時と電極２１０６−ａを床２１０５に付けずに導電体２１０７を床２１０５に着けたときで制御器２１０１に識別しやすい異なる信号の変化が生み出される。
【００６９】
本発明の第２の実施形態においては、電極２１０６−ａを床２１０５に付けた時は、本発明の機能（電子機器の操作）のＯＮ／ＯＦＦの切換えに利用する。具体的なユーザ１００による靴２１０４のジェスチャの例を図１２のジェスチャと操作命令の対応表にまとめた。
【００７０】
本発明の第２の実施形態においては、オーディオを操作する。本システムの利用イメージとしては、電極２１０６−ａを床２１０５に付けたとき電子機器２１０３の操作モードがＯＮになる。続けて、靴２１０４を床２１０５から離さないまま電極２１０６−ａを床２１０５に付けずに導電体２１０７を床２１０５に付けると付けた面積に応じて音量が変化する。電子機器２１０３が照明やディスプレイの場合は音量の代わりに明度が変化する。
【００７１】
また、靴２１０４を床２１０５から離すと電子機器２１０３の操作モードはＯＦＦになるためユーザ１００は歩行などを床２１０５上で行っても電子機器２１０３の操作には影響しない。
【００７２】
第２の実施形態における情報処理システムの使用イメージは、第１の実施形態における情報処理システムの使用イメージと同様で図１のようになる。但し、各名称の番号は、図１と異なる。
ユーザ  ：  １００  →  １００（以前の実施形態と変わらない、以下変わらないと表記）
制御器  ：２１０１  →４１０１
電子機器：２１０３  →２１０３（変わらない）
靴      ：２１０４  →４１０４
床      ：２１０５  →２１０５（変わらない）
【００７３】
第２の実施形態の靴の構造は、図１１で示したとおりである。第２の実施形態のシステムの概略は、第１の実施形態の使用イメージと同様で図３のようになる。但し、各名称の番号は図３と異なる。
制御器  ：２１０１  →４１０１
電子機器：２１０３  →２１０３（変わらない）
床      ：２１０５  →２１０５（変わらない）
電極    ：２１０６  →４１０６
導電体  ：２１０７  →４１０７
【００７４】
第２の実施形態の構成図は、図１３のようになる。これは、第１の実施形態の構成図を、上記に倣い各名称の番号を変えたものである。第１の実施形態と異なる点は、電極４１０６と導電体４１０７が互いに材質の異なるものを用いる点、制御器４１０１で識別部４２０４  が電極４１０６−ａが床２１０５に接触した動作を識別できる点、電子機器の操作のＯＮ／ＯＦＦの命令を処理する点、上記のような構成を持つ靴４１０４である点である。
【００７５】
第２の実施形態の動作フローは、図１４のようになる。ステップＳ６０１で動作を開始する。まず、ステップＳ６０３で波形発生器２０１からスイープ信号を電極４１０６−ａ（つま先）に送る。Ｓ４６０１で電極４２１６−ａ（つま先）が床２１０５と接触している場合は、Ｓ４６０３に進み、電子機器２１０３の操作が開始される。Ｓ４６０１がＮＯの場合はＳ６０３に戻る。
【００７６】
Ｓ４６０３の次にＳ６０３、Ｓ６０５を経てＳ６０７へ進む。導電体４１０７と床２１０５が接触している場合、Ｓ６０９でその接触面積に応じて信号が変化する。その後Ｓ６１３へ進み、Ｓ６２３まで第１の実施形態と同様である。Ｓ６２３まで進んだ後、Ｓ６０３に戻り、処理を繰り返す。Ｓ６０７で導電体と床が接触していない場合、Ｓ４６０５へ進み電子機器２１０３の操作は終了する。
【００７７】
本発明の第２の実施形態によれば、電極と導電体の材質が異なるようにし、靴底を床面に最大限につけた時に靴裏つま先に近い電極を床に触れない位置に取り付ける事で、爪先部の電極を床に触れさせた時と爪先部の電極を床に触れさせずに導電体を床につけた時で異なる信号の変化を起こし、異なる命令を電子機器に送る事が可能となる。
【００７８】
（３．第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。本発明の第３の実施形態は、ユーザが靴型のシステムを着用することによって、ユーザの居場所をシステムが検知可能であることを特徴とし、またユーザから何らかの操作が行える情報処理システムに関するものである。
【００７９】
オフィスや施設での人物の居場所検知の技術は、人物を探したり呼び出したりしなくても、コンピュータや携帯端末で居場所を把握することを可能にする。居場所検知システムはユーザが携帯するスマートフォンに組み込むことでも実現可能だが、社外や施設外ではプライバシーの問題につながる。
【００８０】
しかし、ユーザが日ごろから身につけないものでは、常に居場所検知のために装置を所持させることは難しくなる。また、居場所検知にはＧＰＳやＷｉｆｉ（登録商標）などの電波を用いるものが一般的である。ＧＰＳでは屋内での居場所検知は難しく、Ｗｉｆｉ（登録商標）などの電波を用いたシステムでは建物の階層など高さが変わった時の場所検知が難しくなる。
【００８１】
本発明の第３の実施形態は、これらの問題の解決を図るものであり、ユーザが履く靴に取り付けたシステムで床の特徴を検出し、床の位置から間接的にユーザの位置を検出可能とする技術を導入する。
【００８２】
つまり、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、ユーザが履く靴の底（靴の裏）に電極やシート状の導電体など導電性のある物体を設置し、そこに特定の電気信号を流す。利用者はその靴を履いて上述の床上で動作を行う。
【００８３】
ここで、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、床としては、一般的なオフィスや工場の床を想定している。また、床が上記のような性質を持っていなくても、金属板や導電布などの導電性のあるシートを用意し、部屋の出入り口などに敷く方法でも第３の実施形態は利用可能である。
【００８４】
靴の導電体に繋がった制御器は、床に接触した導電体を流れる信号を読み取り、データを解析し、床の素材を検出し、予め登録サれている場所と関連付けられた床素材の情報から間接的にユーザの居場所の識別を行う。
【００８５】
また、第３の実施形態においては、通信部より、データサーバに識別したユーザの居場所情報を送信する。以下では、制御器とデータサーバはＷｉｆｉ（登録商標）などでワイヤレスにつながっていることを想定する。データサーバの情報は、権限を持った特定のユーザによってパソコンや携帯端末から随時見ることが可能になる。利用者は一度学習した床上であれば、システムによって居場所が識別されることが可能であるため、機械学習済み（以降では登録済みとも表現する）の床の場所だけが、ユーザの居場所として権限を持ったユーザに閲覧される。
【００８６】
第３の実施形態においても、床と導電体が接触した際に、靴の導電体と床の接触で構成されるキャパシタに相当する部分の静電容量などが変化し、導電体に流れている信号の波形も変化する。この変化パターンをあらかじめ学習させておいた識別器を用いる。これにより、機械学習によりシステムに登録させた床であれば、靴型システムを装着したユーザの居場所を検知しデータサーバを介して閲覧権限を持った第三者にユーザの居場所を知らせることが可能である。
【００８７】
図１５および図１６を用いて、第３の実施形態の利用イメージについて説明する。Ｆ９９０はユーザ１００−ａの部屋の移動を表している。ユーザ１００−ａは、靴型システム６１０４を装着し、部屋の移動を行う。部屋Ａの床は６１０５−ａであり、部屋Ｂの床は６１０５−ｂである。ユーザ１００−ａの部屋の移動は、靴型のシステム６１０４によって検出される。靴型システム６１０４には、後述する制御器６１０１が付いており、床６１０５がどの場所の床かを識別する。
【００８８】
制御器６１０１は、靴６１０４に付属している電極６１０６に電気信号を流す。靴６１０４は床６１０５との接触により、靴６１０４を流れる電気信号を変化させることができる。電気信号の変化を制御器６１０１は読み取り、解析し、あらかじめ用意された信号の変化からわかる床の種類と居場所情報（部屋Ａ、会議室、…等）を対応させた後述のデータベースを参照し、信号の変化と照らし合わせユーザ１００−ａの居場所を識別する。ユーザ１００−ａの居場所が変更された場合はデータサーバ６１１０（後述）にユーザ１００−ａの居場所情報を送信する。
【００８９】
データサーバ６１１０に格納されている情報は閲覧権限を持ったユーザ１００−ｂによりパソコンや携帯端末などの情報端末によって閲覧が可能となる。本実施形態では、閲覧する情報端末６１１１をスマートフォンとする。Ｆ９８８にはユーザ１００−ａの居場所情報などが格納されているデータサーバ６１１０の閲覧権利をもったユーザ１００−ｂによる情報の閲覧を示した。ここでいう閲覧権限とは、例えばデータサーバにアクセスする際にＩＤとパスワードの入力が必須で、ＩＤとパスワードを事前に登録した者には閲覧権限があるとする。
【００９０】
第３の実施形態に係る床６１０５は、第１の実施形態および第２の実施形態に係る床２１０５と同様の性質を有していればよい。また、事前にシステムを利用する床６１０５上にユーザが侵入した際の信号の変化を学習させ、信号の変化と居場所情報の関連付けをＤＢに格納し、識別器を用いる際にこのＤＢを参照することで、同様の特徴を持つ床上であればどこでもユーザ１００−ａはシステムを利用できる。
【００９１】
図１７に、本発明の第３の実施形態において、ユーザ１００−ａが履く靴６１０４を示す。靴６１０４には、電極６１０６−ａが靴裏のつま先に付き、電極６１０６−ｂが靴裏の踵に付いている。導電布や導電性のシートなどの導電体６１０７が靴６１０４の靴底（靴裏）面を覆っている。制御器６１０１は、靴６１０４の電極６１０６に繋がっている。
【００９２】
図１８に、靴６１０４のシステムの概略を示す。制御器６１０１は、後述する電気信号を電極６１０６−ａに流す。電極６１０６−ｂは、制御器６１０１のＧＮＤに抵抗やコンデンサなどで構成された回路を介して繋がっている。故に、導電体６１０７は、電極６１０６−ａ，ｂを結ぶ導線となっている。靴裏の電極６１０６又は導電体６１０７が床６１０５と接触または近接する事で電極６１０６又は導電体６１０７と床６１０５で構成されるキャパシタ相当部分の静電容量が変化するため、電極６１０６又は導電体６１０７を流れる信号の形が変化する。
【００９３】
導電体６１０７又は電極６１０６−ｂ或いは両方を無くし、信号を流す電極６１０６−ａのみにしても本システムの利用は可能である。しかし、上記の構成にすることで、信号の変化が明瞭になり識別しやすくなるが、外部の環境の変化には強くなる。電極６１０６−ａのみの場合は電気信号の周波数を高くするなどで上記の構成と同様の信号の変化を得ることが可能だがその分、外部の環境の変化（例えばケーブルのたわみや周囲に導電体の物体が近接した場合など）に弱くなる。本実施形態はどちらの構成でも応用が可能である。
【００９４】
制御器２１０１はデータサーバ６１１０と無線通信で繋がっている。データサーバ６１１０には、単一あるいは複数のユーザのシステムによる居場所情報が格納されている。この情報は閲覧権限を持った単一あるいは複数のユーザの情報端末６１１１によって閲覧が可能である。
【００９５】
図１８に第３の実施形態の構成図を示す。本発明の第３の実施形態に係る構成は、主に靴型システム６１０４とデータサーバ６１１０、情報端末６１１１、床６１０５から成る。靴６１０４は、主として靴裏の電極６１０６と導電体６１０７と制御器６１０１からなる。靴６１０４の爪先に位置する電極６１０６−ａと靴６１０４のかかとに位置する電極６１０６−ｂが、図１７で前述の通り、それぞれ導電体６１０７と接続し、靴６１０４の裏面が床６１０５につくことで、電極６１０６と導電体６１０７は床６１０５に接続する。
【００９６】
靴６１０４を履いたユーザ１００−ａは、床面６１０５上に侵入し、導電体６１０７が床６１０５に接触すると、導電体６１０７および電極６１０６を流れる信号が変化する。制御器６１０１は電極６１０６−ａ（つま先）を流れる信号の変化をよみとる。各床によって信号にそれぞれ異なる変化が起こり、その変化からユーザ１００−ａの居場所を識別する。制御器６１０１は、検知したユーザ１００−ａの居場所情報をデータサーバ６１１０に送る。データサーバ６１１０の情報は、閲覧権限を持ったユーザ１００−ｂの情報端末６１１１から閲覧可能である。
【００９７】
制御器６１０１は、電源供給部６１０８、波形発生器２０１、信号入力部２０２、信号解析部２０３、識別部６１１３、ＤＢ（データベース）６１１９および通信部２０５から構成される。電源供給部６１０８は、波形発生器２０１に接続する。波形発生器２０１は回路Ｂ４０２を介して電極６１０６−ａ（つま先）に信号を送る。回路Ｂ４０２は主にダイオードなどで構成され、信号入力部２０２に電気信号が送られるように仕組まれている。また、電源供給部６１０８は、回路Ａ４０１を介して電極６１０６−ｂ（かかと）に接続している。回路Ａ４０１は抵抗やコンデンサなどで構成され電極６１０６−ａ（つま先）に送られた信号が全てＧＮＤに流れないようにする仕組みになっている。
【００９８】
波形発生器２０１は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、スイープ信号と呼ばれる時間ごとに周波数が変化する周波数の異なる交流信号を発生し、増幅して適当な振幅にしてから、電極６１０６から電気信号として出力することを特徴とする機能部である。この電気信号が電極６１０６から床面６１０５に出力され、ユーザ１００−ａと靴６１０４の静電容量によって形成される回路によって特定の周波数に対する応答が変化する。人体は容量１００〜２００ｐＦ程度のキャパシタととらえることができるため、靴６１０４の導電体６１０７を介してユーザ１００−ａは波形発生器２０１からの出力に対する周波数変化フィルタを構成する。
【００９９】
床面６１０５と靴６１０４との距離、靴６１０４の種類、ユーザ１００−ａの動きによって信号の変化の仕方が違うため、各事象に対する信号の変化の仕方を学習しておくことで、信号の変化から事象を識別することができる。識別方法は上述した通りである。
【０１００】
信号入力部２０２は、Ａ−Ｄコンバータ等から実現される機能部であり、入力される信号を読みパソコンやマイコン等で処理可能な数値データに変更することを特徴とする機能部である。特に、信号入力部２０２は、電極６１０６−ａ（つま先）を流れる信号を入力する。信号入力部２０２から得られたデータは信号解析部２０３に送られる。
【０１０１】
信号解析部２０３は、信号入力部２０２から得られたデータを周波数解析、ピーク検出等の処理を行って、識別部６１１３に対する入力である、特徴ベクトルを抽出することを特徴とする機能部である。特徴ベクトルの出力方法は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に実現され得る。信号解析部２０３の出力は識別部６１１３に送られる。
【０１０２】
識別部６１１３は、典型的にはサポートベクターマシンやナイーブベイズ識別器などのパターン認識器として構成される。特定の事象と関連付けて入力される特徴ベクトルを事前に学習しておき、特徴ベクトルが入力された際に、事象をクラスとして出力する。本実施形態の例では、信号解析部２０３の出力を特徴ベクトルとし、信号の変化がどの場所によるものなのかを床６１０５（信号の変化）と居場所（部屋Ａ、会議室、…等）を対応付けるＤＢを参照することでユーザ１００が靴６１０４を履いていてどの場所に居るかを識別する。
【０１０３】
図２１にＤＢ６１１９の例を示す。ここで、「検出した床」にはそれぞれの信号の変化からわかる床を識別する番号が格納されている。「居場所」には「検出した床」に対応する部屋などの居場所情報が格納されている。また、図の“５階オフィス”の例のように「検出した床」と「居場所」は多対一（または一対一）の関係にあり、一つの居場所に複数の床を関連付けることも可能である。
【０１０４】
通信部２０５は、識別部６１１３の出力結果を入力とし、データサーバ６１１０に特定の信号を送って各ジェスチャ又はその組み合わせに対応した何らかの動作をデータサーバ６１１０にさせることを特徴とする機能部である。典型的な例としては、ユーザ１００−ａが靴６１０４を履いて５階オフィスの床（６１０５−ｃ又は６１０５−ｄ）上に侵入すると、「ユーザ１００−ａ：５階オフィス」という情報がデータサーバ６１１０に格納される。また、データサーバ６１１０の閲覧権限を持ったユーザ１００−ｂが情報端末６１１１を用いてこの情報を閲覧しユーザ１００−ａのリアルタイムの居場所の把握が可能になる。
【０１０５】
図１９Ａおよび図１９Ｂに第３の実施形態の補足イメージを示す。本システムを利用する場所は、オフィスや施設、実験室や工場などを想定しているが、ユーザ１００−ａが移動に用いる廊下や階段、エレベータも予め床を登録（機械学習）することで利用可能である。
【０１０６】
特に、エレベータや階段の場合、その場所自体を居場所として登録する以外に、階段であれば各階の床６１０５−ｇ、エレベータであれば各階のエレベータの前の床６１０５−ｊに学習済みのフロアマットを敷き、昇降後にユーザ１００−ａがフロアマット上に乗ることでユーザ１００−ａが居る“階”の情報を靴型システム６１０４およびデータサーバ６１１０が取得する事が可能になる。図２１のデータベースの「５階移動中」、「３階移動中」がその例である。このことは、Ｗｉｆｉ（登録商標）やＧＰＳなどで居場所を検知する際に難しくなる、ユーザの居場所の高さ情報の取得を容易にする。
【０１０７】
図２０を用いて制御器６１０１の実際の動作フローを説明する。ステップＳ６０１で動作を開始する。ユーザ１００−ａが床６１０５上に侵入する。まず、ステップＳ６０３で波形発生器２０１からスイープ信号を電極６１０６−ａ（つま先）に送る。ステップＳ６０３の詳細は、図７Ａを参照しながら既に説明した通りである。Ｓ６０５で信号が導電体６１０７を流れる。Ｓ６０７で導電体６１０７と床６１０５が接触している場合、Ｓ６６０９に進む。Ｓ６６０９で床６１０５の特徴に応じて信号の量が変化する。次にＳ６１３へ進む。
【０１０８】
Ｓ６０７で靴６１０４の導電体６１０７と床６１０５が接触していない場合、Ｓ６１１に進む。信号は変化しない。さらにＳ６１３へ進む。Ｓ６１３では電極６１０６−ａ（つま先）に流れている信号を信号入力部２０２が読み取る。図９に示されるように、出力された信号は、ユーザ１００−ａが靴６１０４を履いて床６１０５上に居る場合、床６１０５の静電容量によって形成される周波数変更回路によって元のスイープ信号Ｆ９９９から、Ｆ９９７のように波形が変化するため、この変化を検出して下記のステップで利用する。
【０１０９】
Ｓ６１５で、信号解析部２０３は信号の特徴を抽出する。ステップＳ６１５の詳細は図７Ｂを参照しながら既に説明した通りである。Ｓ６１７ではＳ６１５で抽出した特徴を識別部６１１３に渡す。Ｓ６６１８〜Ｓ６６２０は識別処理であり識別部で行われる。Ｓ６６１８ではＳ６１７で得た特徴ベクトルを必要に応じて正規化処理を行い、ＤＢ６１１９を参照し信号の変化パターンと照らし合わせる。Ｓ６６１９へ進み、識別した信号パターンがＤＢに格納された床の情報と一致する場合はＳ６２２０に進む。
【０１１０】
本実施形態のフローでは、データベースに識別機の出力である床情報の登録がない場合には居場所を更新しないものとして動作を説明したが、「居場所が不明」であるというステータスをデータサーバに登録することも当然可能である。
【０１１１】
判別した床６１０５の情報はユーザ１００−ａの居場所情報となる。Ｓ６２２０でユーザ１００−ａの居場所が、前回判別したユーザ１００−ａの居場所から更新されている場合はＳ６６２１に進む。Ｓ６６１９またはＳ６６２０でＮＯに進んだ場合はＳ６６２２で居場所情報を更新せず、Ｓ６６０１へ戻り再度床の読み取りを開始する。Ｓ６６２１で通信部２０５は得られたユーザ１００−ａの居場所情報をデータサーバ６１１０に送る。Ｓ６６２３でデータサーバ６１１０にユーザ１００−ａの居場所情報が格納される。
【０１１２】
Ｓ６６２５で閲覧権限を持ったユーザ１００−ｂは、携帯端末などの情報端末６１１１でデータサーバ６１１０にアクセスしＳ６６２７で閲覧権限を持ったユーザ１００−ｂは、ユーザ１００−ａの居場所を閲覧することができる。各床上での電気信号の変化から得られた特徴ベクトルと、それ以外の状態の特徴ベクトルを学習済みで識別可能で
ある事とする。
【０１１３】
本発明の第３の実施形態によれば、オフィスや実験室など静電気を逃す仕組みがありユーザの履く靴の電極に流した信号を変形させる床上であればどこでも、予めその床をシステムに登録する事でユーザは自動的にどこの床の上にいるかという居場所情報をデータサーバに格納することが出来、また、別のユーザなどがデータサーバに格納されたユーザの居場所情報を閲覧することが可能である。
【０１１４】
（４．第４の実施形態）
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。第３の実施形態では、システムを人物の居場所検知に用いた。しかし、本実施形態の構成では、人が身につけなくても発明を動作させることが可能である。つまり、人や動物以外の動体に発明要素を取り付けることでその動体の位置検知や動作制御などに用いることが可能である。動体の例として、ロボットなどが挙げられる。
【０１１５】
本発明の第４の実施形態は、第３の実施形態に係るシステムをロボット、特に床上を車輪などの移動手段で移動しながら床上を掃除する機能を有する掃除用ロボットに取り付け、ロボット自体の動作の制御を行う情報処理システムに関するものである。
【０１１６】
図２２に第４の実施形態の利用イメージを示す。第３の実施形態と同様の内容については同一の符号を付して印し、詳細な説明は省略する。床面８１０５上を掃除用ロボット８１０４が移動している。ロボット８１０４には、制御器８１０１が装着されている。ロボット８１０４は床８１０５−ａの上を走り、床８１０５−ｂの上に侵入しようとしている。
【０１１７】
ここで、床８１０５−ｂは、人の出入りが激しい部屋（人が誤ってロボットを踏む、ぶつかる危険がある）であったりベビールーム（ベッドの足にロボットが当たって危険）であったり客室であるなど、環境上の理由でロボットを侵入させたくない場所であるとして動作を説明する。この後、本システムは、床８１０５−ｂを検出し、後述するＤＢ（データベース）を参照し、床８１０５−ｂに侵入が許可されていないことをシステムが把握し、ロボットの進行を停止させ、元来た道を戻らせるように制御を行う。
【０１１８】
本実施形態は、制御器８１０１をロボット８１０４に取り付けることで、床８１０５の素材の違いを認識させ、特定の床にはロボット８１０４を侵入させない、或いは、特定の床のみロボット８１０４を動作させる情報処理システムである。
【０１１９】
図２３にロボット８１０４の構造イメージを示した。ロボット８１０４には、制御器８１０１が取り付けられている。また、制御器８１０１は、ロボット８１０４の裏面（底面）に取り付けられた二枚の電極８１０６−ａ，ｂに繋がっている。制御器８１０１は、上述した電気信号を電極８１０６−ａに流す。電極８１０６−ｂは、制御器８１０１のＧＮＤに抵抗やコンデンサなどで構成された回路を介して繋がっている。
【０１２０】
ここで、電極８１０６−ａ，ｂ、導電体８１０７は、床面８１０５に必ずしも接触する必要はなく、床面８１０５から少し浮いていても構わない。信号の変化には、第１の実施形態から第３の実施形態までと同様に、床８１０５の静電容量を利用しているため、静電容量は直接導電体どうしが接触していなくても影響を及ぼすためである。
【０１２１】
また、制御器８１０１はロボットに内蔵された動きをコントロールするロボットの本体制御部８１２０に有線又は無線で繋がっている。これにより、制御器８１０１によって床８１０５を認識し、ロボット８１０４の動作制御を行う。
【０１２２】
第４の実施形態の構成図は、図２４のようになる。これは、第３の実施形態の構成図を、上記に倣い各名称の番号を変えたものである。第３の実施形態と異なる点は、識別部８１１３で床８１０５の検知をした際に検出した床と侵入の可否の対応が格納されているＤＢ（データベース）８１１９を参照し、侵入可能な床であるか、侵入禁止の床であるかを識別する点である。
【０１２３】
図２６にＤＢ８１１９の例を示す。侵入の可否欄の○は侵入可能であること、×は侵入不可であることを示す。本実施形態では、ＤＢ８１１９に格納されていない信号パターンの床には侵入禁止として識別する用になっているため、侵入可能である床のみをＤＢ８１１９に格納する方法でも利用可能である。
【０１２４】
また、第３の実施形態においてデータサーバなどで居場所情報を保管した替わりに、第４の実施形態においてはロボットの本体制御部８１２０に動作命令を送る。新たに侵入した床８１０５が侵入可能な床と識別した場合は、制御器８１０１は何も命令をせずロボットの動作を続けさせるが、侵入禁止の床と識別した場合は、制御器８１０１はロボットに進行方向への移動動作を停止させ、所定の角度方向（例：１８０度）に回転させ、再び移動動作をさせる。つまりは元来た道に戻らせるようにする。
【０１２５】
第４の実施形態の動作フローは図２５のようになる。ステップＳ６０１で動作を開始する。まず、Ｓ８６０１でロボット８１０４が床８１０５に侵入する。Ｓ６０３〜Ｓ６０５は第３の実施形態と同様である。Ｓ８６０７で導電体８１０７と床８１０５が接触（又は近接）している場合、Ｓ６６０９に進む。Ｓ６６０９〜Ｓ６６１９は第３の実施形態と同様である。Ｓ６０７で導電体８１０７と床８１０５が接触又は近接していない場合、Ｓ６１１に進む。この場合も、Ｓ６１１〜Ｓ６６１９までは第３の実施形態と同様である。
【０１２６】
Ｓ６６１９で床８１０５の信号パターンがＤＢ８１１９内に格納されていた場合、Ｓ８６２０へ進む。Ｓ８６２０では床が侵入可能な床であると識別した場合は、Ｓ８６２４へ進み駆動動作（ロボットの移動動作）をそのまま続け、Ｓ６０１へ戻る。Ｓ６６１９で床８１０５の信号パターンがＤＢ８１１９内に格納されていなかった場合又はＳ６６２０で侵入禁止の床と識別した場合、Ｓ８６２２へ進み、本体制御部８１２０でロボットの進行（移動動作）を停止させ、所定の角度方向転換させる、つまり元来た道に戻らせる。その後Ｓ６０１へ戻る。
【０１２７】
第４の実施形態によれば、床上を動作するロボットなどの動体に取り付けて動作し、導電体をロボットの底面に装着し、各床の素材によって異なる信号の変化を起こし、ロボット動体自体の動作制御を行うことが可能である。
【０１２８】
（５．変形例）
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２９】
例えば、上記各実施形態においては、靴本体に導電体を取り付けるものとしてシステムの説明をしたが、スリッパなどの室内履きや靴に変わるもの、中敷きまたはユーザ１００が身に着けている靴下に各導電体を取り付ける場合でも適用可能である（あらゆる足部装着物に適用可能である）。また、足に直接導電体を貼る事でも適用可能である。或いは、ユーザの足の各部（つま先、かかと、足の側面等）を識別機に学習させることも、人体の静電容量は変化しやすいため学習させてから短時間であれば、ユーザの静電容量が大きく変化しないと考えられるため適用可能である。学習してから所定時間を経過してしまった場合には、再度の学習が必要であることをユーザに通知するようにしてもよい。
【０１３０】
また、導電体を貼る代わりに人体の足部をそのまま用いる事も可能である。また、足部に装着することに拘らず、例えば、手袋に導電体を取り付け、手にはめて利用する場合でも適用可能である。
【０１３１】
また、上記各実施形態においては、靴本体に導電体を取り付けるものとしてシステムの説明をしたが、全体または一部分に導電性のある糸で編んだ布地を使った靴・中敷き・靴下を用いる方法でも適用可能である。あるいは、犬や猫などの動物の足に靴を履かせて利用したり、歩行型ロボットの足に装着する事でも適用可能である。また、第４の実施形態においては、床上を走行する掃除型ロボットを動体として想定したが、歩行型ロボットや掃除の機能を持たないロボットなどの動体でも適用可能である。
【０１３２】
また、上記第１の実施形態および第２の実施形態においては、ユーザが動作に利用する床が平らな室内の床を想定して述べたが、階段やエレベータ、橋など、人が上に乗る事が可能な場所であり、導電体に流れる信号を変化させる床であれば適用可能である。
【０１３３】
また、上記各実施形態においては、靴に導電体を取り付けるものとして説明をしたが、取り付ける位置や、取り付ける数が異なる方法でも、ユーザ１００が特定の導電体が床面に付くように操作できれば適用可能である。
【０１３４】
また、上記第１の実施形態および第２の実施形態においては、オーディオプレイヤを想定し、音量の操作を行う説明をしたが、例えば、曲を変えるなどといった命令内容を異なる端末操作に変えることも可能である。
【０１３５】
また、上記第１の実施形態および第２の実施形態においては、オーディオプレイヤを想定して説明したが、照明やテレビ、電話機など命令・制御できる機器であれば、同様に操作する事が可能である。
【０１３６】
また、上記各実施形態においては、スイープ信号を用いたが、実験環境や識別条件によっては一つの周波数だけで各ジェスチャやユーザの近接を見分けることができる場合がある。そのため、スイープ信号ではなく、所定の周波数を使って識別を行う事でも適用可能である。
【０１３７】
また、上記各実施形態においては、解析部で周波数解析を行い、サポートベクターマシンやナイーブベイズ識別器などのパターン認識器で識別を行ったが単数もしくは複数のスレッショルドを決めることで信号の変位がそのスレッショルドを超えたときにそれぞれ異なる命令を電子機器に送るようにさせるなどスレッショルドを用いた解析方法・識別方法でも適用可能である。
【０１３８】
また、上記各実施形態においては、解析部で周波数解析を行い、サポートベクターマシンやナイーブベイズ識別器などのパターン認識器で識別を行ったが、信号の変化の変位をそのまま数値にして必要に応じて正規化などを行い、その数値を電子機器に送る操作命令の数値に用いて識別器を用いなくても適用可能である。
【０１３９】
また、上記第４の実施形態においては、場所の検知を侵入の判断に利用したが、床材の変化検知をそのまま利用して吸引力を変化させる、或いは利用するブラシが複数ある場合に床に応じたブラシを自動的に選択するなども可能である。
【０１４０】
また、上記各実施形態においては、靴裏あるいは動体の床に接触または近接する面に導電体を貼り付け、導電体を信号入力とＧＮＤに接続したが、ＧＮＤの接続は信号の変化を大きくさせるためのものであり、ＧＮＤと導電体の接続がなくても利用可能である。
【０１４１】
また、上記各実施形態においては、システムを利用する床にオフィスや工場などの表面または内部に導電体をもつ床を想定したが、床そのものに導電性があるもの、床表面は絶縁体だが下層に導電性の物体が敷かれているもの、床表面が静電気が溜まらないように多少電気が流れる仕組みになっているもの、床自体に導電性が全くないなどで床表面に導電性のシートやマットを敷いたものなど、本システムが靴の裏の導電体に流す信号を変化させることが出来る床であれば、利用することが可能である。
【０１４２】
上記した信号解析部および識別部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成され、図示しない記憶部により記憶されているプログラムがＣＰＵによりＲＡＭに展開されて実行されることにより、その機能が実現され得る。あるいは、信号解析部および識別部は、専用のハードウェアにより構成されていてもよいし、複数のハードウェアの組み合わせにより構成されてもよい。
【０１４３】
また、上記各実施形態においては、信号解析部および識別部が、波形発生器と同一のシステム内に存在する例を説明したが、信号解析部および識別部は、波形発生器と異なるシステム内に存在していてもよい。例えば、信号解析部および識別部は、波形発生器が存在するシステムとは異なる装置（例えば、サーバなど）に存在していてもよい。
【０１４４】
尚、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１４５】
２０１  波形発生器
２０２  信号入力部
２０３  信号解析部
２０４  識別部
２０５  通信部
２１０１  制御器
２１０３  電子機器
２１０４  情報処理システム（靴）
２１０５  床（床面）
２１０６  電極
２１０７  導電体
２１０８  電源供給部
４１０１  制御器
４１０４  情報処理システム（靴）
４１０６  電極
４１０７  導電体
４２０４  識別部
４２１６  電極
６１０１  制御器
６１０４  情報処理システム（靴）
６１０５  床（床面）
６１０６  電極
６１０７  導電体
６１０８  電源供給部
６１１０  データサーバ
６１１１  情報端末
６１１３  識別部
８１０１  制御器
８１０４  情報処理システム（ロボット）
８１０５  床（床面）
８１０６  電極
８１０７  導電体
８１１３  識別部
８１２０  本体制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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