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携帯端末を用いたポインティングによる室内空間でのアドホックな情報アクセス手法に関する研究
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携帯端末を用いたポインティングによる室内空間でのアドホックな情報アクセス手法に関する研究
1.
携帯端末を用いたポインティングによる 室内空間でのアドホックな 情報アクセス手法に関する研究 関西大学大学院 知識情報学専攻 竹村孟
2.
目的 1 室内空間のモノの情報をポインティングによって アクセスし操作可能とするシステムの開発
3.
背景 身の回りには多く「モノ」が混在している これらの「モノ」はそれぞれ情報を保持している 温度,風量,風向 チャンネル,音量 明るさ,色合い 2
4.
背景 IoTの登場により,ネットワーク上で管理可能に 「モノ」の情報が単一のデバイスで操作可能に それぞれのリモコンが必要なくなる スマートフォンや音声入力よって操作可能 モノの名称を指定することで操作 例)テレビの電源を付けて,エアコンの温度下げて 3
5.
問題 機器が増えるほど操作対象の選択は複雑化する 全ての「モノ」に名称を付ける必要がある 同一の「モノ」はさらにそれを識別する名称が必要 4 真ん中の照明を つけたかったのに…
6.
問題 人間同士のコミュニケーションでは指示語が使われる 「ここの電気を消して」「昨日のあのドラマ面白かったね」 共通認識がある前提で使われる 身体を使って共通認識を補完することがある 指をさしながら「あの本取って」「これ捨てて」 5
7.
問題 IoTデバイスは空間認識を共有しない ユーザと共通認識を持たない 指示語が理解ができない 「あの照明」がどの照明かわからない ユーザが把握している環境での使用が前提 どの「モノ」がどんな名称で管理されているか把握 6
8.
問題 IoTの利用はユーザが把握している環境での使用が前提 自室などの居住空間 把握していない環境(宿泊施設,イベントスペース,etc…)での 利用は難しい モノがどのような名称で管理されているかの把握が必要 どのような環境においても直観的に利用できることが望ましい リモコン操作は直観的であるといえる 操作方法の共通認識がある モノに向ける(ポインティングする)ことで操作対象を選択 7
9.
目的/提案手法 8 室内空間のモノの情報をポインティングによって アクセスし操作可能とするシステムの開発 <要件> 特殊なデバイスやセンサ類を使用しない 単一のデバイスによる操作 屋内でのユーザ位置とポインティング方向の取得 ポインティングによるモノの認識 モノの個々の情報の取得 操作内容の反映
10.
提案手法 9 室内空間のモノの情報をポインティングによって アクセスし操作可能とするシステムの開発 <要件> 特殊なデバイスやセンサ類を使用しない 単一のデバイスによる操作 屋内でのユーザ位置とポインティング方向の取得 ポインティングによるモノの認識 モノの個々の情報の取得 操作内容の反映
11.
提案手法/先行研究 佐藤らの手法よりユーザ位置とポインティング方向を算出[1] スマートフォンのジャイロセンサのみで動作 3つの基準点のセンサの値を基にユーザの位置と方向を出力 10 [1]佐藤光起, 竹村孟, 松下光範:
室内空間におけるスマートフォンを用いたユーザ位置・方向の推定, 情報処理学会論文誌, Vol. 63,No. 9, pp. 1537–1546 (2022)
12.
提案手法 11 室内空間のモノの情報をポインティングによって アクセスし操作可能とするシステムの開発 <要件> 特殊なデバイスやセンサ類を使用しない 単一のデバイスによる操作 屋内でのユーザ位置とポインティング方向の取得 ポインティングによるモノの認識 モノの個々の情報の取得 操作内容の反映
13.
提案手法 12 モノの寸法と空間座標のからポインティング判定領域を生成 判定領域の内側に対となる対角線を生成 ユーザ位置とポインティング方向を結ぶ直線がいずれかの 対角線と交わる時に対象を認識
14.
提案手法 13 UI取得前 UI取得後 画面上部をスワイプすることでUIを取得
一度取得したらポインティング不要 上にスワイプでUIを削除
15.
提案手法 14 2つのユーザ位置からモノをポインティング 2つのポインティング方向に延びる直線の交点を求める 交点座標をモノの位置として登録
16.
ユーザビリティ実験 実験対象者 20代の男女16名 実験概要 提案システム,スマートスピーカー,モバイルアプリを 用いた比較実験 実験環境に配置された3つのスマート電球を操作するタスクを行う ユーザ観察と使用感に関する5段階評価,自由記述の アンケートを基に評価 15
17.
ユーザビリティ実験 タスク概要 電球の色を変更するタスク3個,明るさを変更するタスク5個 例)左の電球を緑色にしてください 例)右の電球の明るさを最大の4分の3にしてください スマートスピーカーのみ音声が3回連続認識されない場合, タスク遂行が困難である場合はタスク失敗 16
18.
ユーザビリティ実験 実験環境 各電球は「スマート電球A」「スマート電球B」 「スマート電球C」の名称で管理 各操作手法で全タスク完了後電球の位置の入れ替えを行う 17
19.
ユーザビリティ実験 実験結果 全ての質問項目において提案手法がスマートスピーカーを上回る 色変更タスクで3件,明るさ変更タスクで16件のタスク失敗 最初のタスクで指定された電球とは別の電球を操作する様子が スマートスピーカーで9件,モバイルアプリで2件 18
20.
ユーザビリティ実験 スマートスピーカーにおいて電球の名称と位置関係の 把握が困難な傾向を確認 操作対象選択ミス,アンケート結果から 自由記述にて 「電球の名前と位置関係を記憶しなければならなかった」 「3つが限界,4つ5つになってくると名前を覚えられない」 19 • ユーザの把握していない環境での名称指定の操作は適さない • ポインティングでの操作はユーザにとって理解が容易で直観的である
21.
モノの位置登録精度の検証 20 実験概要 U1~U3までの各ユーザ地点からA1~A6をポインティング 2地点からのポインティングを基にモノの座標を登録 実際の座標との誤差を,部屋を上から見た場合(α面)と 横から見た場合(β面)で算出
22.
モノの位置登録精度の検証 21 実験結果 α面(x座標,z座標) 平均:15cm,20cm 最大:40cm,47cm 最小:1cm,5cm β面(y座標,z座標) 平均:420cm,86cm 最大:2990cm,512cm 最小:29cm,1cm
23.
モノの位置登録精度の検証 22 実験結果 α面(x座標,z座標) 平均:15cm,20cm 最大:40cm,47cm 最小:1cm,5cm β面(y座標,z座標) 平均:420cm,86cm 最大:2990cm,512cm 最小:29cm,1cm
24.
まとめ 23 背景 把握していない環境でのIoTデバイスの操作は困難 目的 モノの名称指定に依存しない操作方法の実現 提案手法 ポインティングによるモノの情報取得と操作 実験 提案手法のユーザビリティの検証 モノの位置登録精度の検証 結果 把握していない環境での提案手法の有用性を確認 モノの位置登録精度はβ面については精度不十分
Notes de l'éditeur
がんばれ。
まずはじめに本研究では、~~を目的としています。 ではこのモノの情報と目的の詳細について背景を交えながら説明します。
私たちの身の回りには多くのモノが混在し、これらは1つ1つ情報を保持しています
これらの物の情報はIOT技術の登場により~~ スマートフォンをはじめとした1つのデバイスで複数のモノの情報を管理し操作することが可能となりました これにより従来の機器の操作で必要としたリモコンデバイスが必要なくなる このようなIoT技術でのモノの操作は名称での指定を必要としている
実装したシステム図が左のものです。 ユーザが使うスマートフォンのコントローラーはwebアプリケーションで実装し、Jsによってジャイロセンサの値がサーバーに送信されます。 また対象にポインティングすることでそれぞれの機器の操作するためのUIの取得が可能となっています。
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