車椅子向けバックモニターの製作および実証

DIY Backmonitor

概要

原点

「車椅子で通勤中に後ろを確認したい」というニーズがあった

現状

  • バックモニターはあるものの、車載カメラなど12V電源が必要なもので車椅子には搭載しづらい。

  • iPhoneを使って見たい人、iPhoneは使わずに専用品がほしい人など、人によってほしいインターフェースが違う。

製作

  • 見守りカメラの技術を応用し、小型ディスプレイやタッチパネル、iPhoneやAndroidに配信可能なバックモニターシステムを製作

  • 3Dプリンターを用い、各自の車椅子や身体の状況にあった筐体・アタッチメントを作った

材料

カメラ部分(ディスプレイ一体型・配信型共通)
  • Raspberry Pi 2 Model B

Sunset

  • Raspbianをインストールし、motioneye-jp(英語なら本家motioneye)を導入

  • 撮影とアップロードのみなら Raspberry Pi Model するが、反応が遅いし、320*240 pixels の画像について毎秒2フレーム程度しか配信できない。電源問題とライブ配信の負荷に耐えられるか不安だったので、Raspberry Pi 2 Model B 以上を推奨。

    • microSDカード

  • 8GBで動作し、16GBぐらいあればアップデートのときに余裕あり。相性問題があるのでSDカードの動作確認をまとめたサイトで購入前に確認すべし。

  • だいたい800円前後。

    • motioneye-jp

motioneye jpn.jpg

  • 動体検知ソフトウェアの「motion」をWebベースでコントロールする「motionEye」の日本語化を行い、「motionEye-jp」として公開したもの(解説ページはこちら)。

  • バックモニター向けにカメラ映像を左右反転させるため、CSS transformを使った。

    • Webカメラ

  • 30万画素〜100万画素で十分。

  • 電気屋さんで4,000円あれば買えるはず。

ディスプレイ一体型
  • SPI接続2.2インチ液晶

    • 小型な液晶を求めるならこれ。ただし、SPI接続のため書き換え速度が遅い。

    • 導入には手順が必要。詳しくはラズパイマガジン2015年春号を見よ。

    • aitendoにて2,000円程度

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  • HDMI接続タッチ式5インチ液晶

    • 大型で滑らかに動く液晶を求めるならこれ。ただし、タッチ式のため少し暗い。

    • 導入には製造元で配布するプログラムの実行が必要。

    • 日本で売っていない場合、Aliexpress.comなどで仕入れる必要あり。

HDMI Interface 5 Inch 800x480 TFT Display.jpg

配信型
  • Wi-Fiドングル (Raspberry Pi 3 の場合は不要)

製作風景

車椅子バックモニター専用カバーの3Dデータ

  • アイ・コラボレーション神戸にて作成

  • 3D CADソフトウェア「Fusion 360」を使用

  • 落としても壊れない、雨が降っても水が入らないように設計

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システム概念図

  • ウェブカメラの映像を毎秒10フレームの写真として記録し、ウェブブラウザに表示

  • ディスプレイの種類や大きさに依存せず、iPhoneなどへの配信もウェブから操作可能

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3Dプリンター「3D Systems Cube 3」を用いて3Dデータを出力

  • 3Dプリンターの利用にあたっては、通勤等生活支援機器の先進的取り組みとして「中央区赤い羽根地域づくり助成」より助成をいただきました

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  • 出力した3Dプリント品を水に入れ、耐水ペーパー等で加工し、滑らかにします

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  • 出力した3Dデータと自作した電子機器を仮組みした様子

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  • 分割出力した3Dデータを組み合わせ、パテと防水フィルムで張り合わせます

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カバーの意義

  • 当初(上)と比較して、のバックモニター(下)の耐衝撃・防塵・防水性能が格段に高まりました

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使用の様子

  • 自走の際に手が干渉しないよう、着脱可能なフレームを取り付けています。

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  • フレームを使うことで目線が下になりすぎないという利点があります

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出展の様子

  1. 神戸ITフェスティバル(27年11月7日)にプロトタイプを展示。 このときは3Dプリンターが手元にないため、配線がむき出しになっています

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  1. 神戸ユニバーサルデザインフェア(28年3月20日)に先進的な取り組みとして展示

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ユーザー評価の様子

アイ・コラボレーションでのユーザー評価(28年3月22日)

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  • 滋賀県草津市にあるNPO「アイ・コラボレーション」にて、ストレッチャーを利用しているメンバーの方にバックモニターの運用可能性について評価を行っていただきました

  • USB接続のウェブカメラを利用しているため、アングルの変更が容易なことが評価されました。周囲の方がカメラの向きを変えることで、後ろだけではなく前や左右に変えたり、高い場所に持って行ったり、ストレッチャーの下に向けたりと柔軟な運用が可能です。

  • また、iPhoneを利用されているため、ストリーム配信で対応出来ることも高評価でした。

今後の課題

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  1. 取り付け方法によっては視線が下を向いてしまう

    • 電動車椅子をご利用の方でバックモニターの取り付け位置が下になると、後方確認のためにモニターを見ると視線が下に向いてしまいます。

    • 慣れれば問題ないとのことですが、より安全なバックモニターを実現するためにウェアラブルデバイスの活用も考えています。

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