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2006 Fiscal Year Final Research Report Summary

Development of HMD having eye-gaze detection function and realization of advanced bilateral communication for ALS patients

Research Project

Project/Area Number 17300183
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

EBISAWA Yoshinobu  Shizuoka Univ., Faculty of Engineering, Professor, 工学部, 教授 (40213574)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MATSUMARU Takafumi  Shizuoka Univ., Faculty of Engineering, Associate Professor, 工学部, 助教授 (10313933)
ITO Tomotaka  Shizuoka Univ., Faculty of Engineering, Associate Professor, 工学部, 講師 (00283341)
YAMASHITA Atsushi  Shizuoka Univ., Faculty of Engineering, Assistant Professor, 工学部, 助手 (30334957)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Keywordseye gaze detection / head mounted display / welfare equipment and device / remote operation / human-friendly mobile robot / bilateral communication / amyotrophic lateral sclerosis patient / pointing device
Research Abstract

The purpose of this study is make it possible for ALS (amyotrophic lateral sclerosis) patients to communicate with surrounding people and to operate remote human-friendly mobile robots by inputting characters and selecting menu options using residual function of the patients, a light of sight.
The HMD (head mounted display) has eye-gaze detection function. It is attached to one eye and characterized that it can detect the exact eye gaze point on the HMD screen in spite of deviation of the eye and the HMD. Image from a PC is presented on the screen. At the same time, irradiation near-infrared light of an LED for the eye, and grabbing and processing the eye image and then detecting the centers of the pupil and the corneal reflection produced by the LED light source. The eye gaze point is calculated by the relative position of these centers. In fiscal 2005, eye gaze detection was difficult in the trial product because ghost images of the light source fell on the eye image. So in fiscal 200 … More 6, the reason of the ghost images was investigated. By changing light source arrangement, the problem was solved. However, its total size was bigger than expected. Moreover, due to their dispersion the signal of eye gaze points was smoothed. However, the characteristics which can compensate eye gaze points against deviation of the eye and the HMD is demonstrated.
The remote control experiment was carried out in which the developed HMD was used as an I/O interface in a remote operation system of mobile robot. The robot has omni-directional mobile mechanism with the camera to take pictures in remote site and the range sensor to acquire distance information. The operation screen shown by HMD is low resolution, 640 by 480. However, we developed the operation interface including five functions as a minimum function to operate the robot remotely - a remote environmental map, the live images, the button to operate robot, the button to operate camera system, and the display of camera direction. When cursor was placed for two seconds on the robot operation button the operation which the button indicates was made to be performed considering safety. Moreover taking care of the characteristic of detecting the direction of gaze, the stop buttons are arranged in the four corners of operation screen. It has been confirmed that both the mobile robot and the camera system could be operated from operation experiment. Less

  • Research Products

    (58 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (50 results) Patent(Industrial Property Rights) (8 results)

  • [Journal Article] PupilMouse having two optical systems2007

    • Author(s)
      Yoshinobu Ebisawa
    • Journal Title

      Proc of The 3rd International Symposium on Nanovision Science and The 9th Joint International Conference on Advanced Science and Technology (JICAST2007)

      Pages: 13-18

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 瞳孔検出技術の車載応用への可能性の検討2007

    • Author(s)
      海老澤嘉伸, 塗壁悠治, 松岡 崇
    • Journal Title

      動的画像処理実利用化ワークショップ2007(DIA2007)講演論文集

      Pages: 151-156

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 較正の容易な頭部移動を許容する高精度視線検出2007

    • Author(s)
      遠西昭和, 海老澤嘉伸
    • Journal Title

      動的画像処理実利用化ワークショップ2007(DIA2007)講演論文集

      Pages: 299-304

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 人間共存型ロボットの遠隔操作に関する研究(第45報)-移動ロボットの視線操作の検討-2007

    • Author(s)
      山守浩史, 笹原英雄, 林民通, 赤井孝輔, 鈴木重央, 松丸隆文
    • Journal Title

      第51回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI'07)

      Pages: 141-142

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] PupilMouse having two optical systems2007

    • Author(s)
      2)Yoshinobu Ebisawa
    • Journal Title

      Proc of The 3rd International Symposium on Nanovision Science and The 9th Joint International Conference on Advanced Science and Technology (JICAST2007) 13-18

      Pages: 13-18

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Study of feasibility of pupil detection technique to car mount application2007

    • Author(s)
      5)Y.Ebisawa, Y.Nurikabe, T.Matsuoka
    • Journal Title

      DIA2007

      Pages: 151-156

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Easy eye-gaze detection allowing head displacements with easy calibration2007

    • Author(s)
      6)A.Tonishi, Y.Ebisawa
    • Journal Title

      DIA2007

      Pages: 299-304

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Teleoperation of Human-Friendly Robot (45th report)-Study on sight-line operation of mobile robot-2007

    • Author(s)
      14) H.Yamamori, H.Sasahara, M.Lin, K.Akai, S.Suzuki, T.Matsumaru
    • Journal Title

      51st Annual Conference of the Institute of Systems, Control and Information Engineers (SCI'07) 1W4-4

      Pages: 141/142

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 2波長光源による瞳孔検出2006

    • Author(s)
      中島 彩, 海老澤嘉伸, 塗壁悠治
    • Journal Title

      映像情報メディア学会論文誌 60・12

      Pages: 130-136

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Improvement of PupilMouse2006

    • Author(s)
      Y.Ebisawa, Y.Nurikabe
    • Journal Title

      IMTC 2006 - Instrumentation and Measurement Technology Conference

      Pages: 816-820

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 瞳孔検出技術に基づく頭部運動によるポインティングシステム-瞳孔マウス2006

    • Author(s)
      海老澤嘉伸
    • Journal Title

      画像ラボ(日本工業出版) 17.7

      Pages: 69-73

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 2カメラによる瞳孔マウス2006

    • Author(s)
      塗壁悠治, 遠西昭和, 中島彩, 海老澤嘉伸
    • Journal Title

      2006年映像情報メディア学会年次大会予稿集

      Pages: 20-25

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 2波長光源による瞳孔検出2006

    • Author(s)
      中島彩, 塗壁悠治, 海老澤嘉伸
    • Journal Title

      2006年映像情報メディア学会年次大会予稿集

      Pages: 20-24

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 角膜反射を利用した瞳孔位置検出の高精度化2006

    • Author(s)
      遠西昭和, 塗壁悠治, 海老澤嘉伸
    • Journal Title

      2006年映像情報メディア学会年次大会予稿集

      Pages: 20-23

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 瞳孔と鼻孔の検出に基づく顔方向検出装置2006

    • Author(s)
      海老澤嘉伸, 塗壁悠治, 柴田真一
    • Journal Title

      第12回画像センシングシンポジウム予稿集

      Pages: 358-363

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 瞳孔マウスの2カメラ化による操作性の向上2006

    • Author(s)
      海老澤嘉伸, 塗壁悠治, 北芝俊介, 中島 彩
    • Journal Title

      第12回画像センシングシンポジウム予稿集

      Pages: 490-496

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 人間共存型ロボットの遠隔操作に関する研究(第39報)-遠隔操作インタフェースにおける環境提示手法の検討-2006

    • Author(s)
      山守浩史, 林民通, 笹原英雄, 松丸隆文
    • Journal Title

      2006年度計測自動制御学会中部支部静岡地区計測制御講演会 (SICE-Chubu Shizuoka 2006)・第14回CAMSUコンファレンス

      Pages: 2B4

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 人間共存型ロボットの遠隔操作に関する研究(第35報)-視線入力型インタフェースの検討-2006

    • Author(s)
      山守浩史, 林民通, 笹原英雄, 松丸隆文
    • Journal Title

      計測自動制御学会SI部門 第7回システム・インテグレーション部門講演会 (SI2006)

      Pages: 846-847

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Structure from Motionを用いた全方位カメラ搭載移動ロボットによる環境センシング2006

    • Author(s)
      原田 知明, 山下 淳, 金子 透
    • Journal Title

      第11回ロボティクスシンポジア講演予稿集

      Pages: 387-392

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Detection Using Light Sources of Different Wavelengths2006

    • Author(s)
      1)A.Nakashima, Y.Ebisawa, Y.Nurikabe
    • Journal Title

      The Journal of the institute of image information and television engineers 60-12

      Pages: 130-136

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Improvement of PupilMouse2006

    • Author(s)
      3)Y.Ebisawa, Y.Nurikabe
    • Journal Title

      IMTC 2006-Instrumentation and Measurement Technology Conference 17-7

      Pages: 816-820

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Pointing system by head movements based on pupil detection technique2006

    • Author(s)
      4)Yoshinobu Ebisawa
    • Journal Title

      IMAGELAB

      Pages: 69-73

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Increasing precision of pupil position detection using the corneal reflection2006

    • Author(s)
      7)A.Tonishi, Y.Nurikabe, Y.Ebisawa
    • Journal Title

      ITE Annual Convention 2006 20-3

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Pupil detection using light source having different wavelengths2006

    • Author(s)
      8)A.Nakashima, Y.Nurikabe, Y.Ebisawa
    • Journal Title

      ITE Annual Convention 2006 20-4

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] PupilMouse using two cameras2006

    • Author(s)
      9)Y.Nurikabe, A.Tonishi, A.Nakashima, Y.Ebisawa
    • Journal Title

      ITE Annual Convention 2006 20-5

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Head pose detector based on pupil and nostril detection2006

    • Author(s)
      10)Y.Ebisawa, Y.Nurikabe, S.Shibata, A.Nakashima
    • Journal Title

      11th Symposium on Sensing via Image Information (SSII06)

      Pages: 358-363

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Operational improvement of PupilMouse by duplicating camera2006

    • Author(s)
      11)Y.Ebisawa, Y.Nurikabe, S.Kitashiba, A.Nakashima
    • Journal Title

      11th Symposium on Sensing via Image Information (SSII06)

      Pages: 490-496

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Teleoperation of Human-Friendly Robot (39th report) -Examination of environmental presentation technique in teleoperation interface-2006

    • Author(s)
      12) H.Yamamori, M.Lin, H.Sasahara, T.Matsumaru
    • Journal Title

      SICE-Chubu Chapter-Shizuoka Section Conference on Measurement and Control 2006 (SICE-Chubu Shizuoka 2006) 2B4

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Teleoperation of Human-Friendly Robot (35th report)- Examination of eye-control type interface-2006

    • Author(s)
      13)H.Yamamori, M.Lin, H.Sasahara, T.Matsumaru
    • Journal Title

      7th SICE System Integration Division Annual Conference (SI2006) 2M2-7

      Pages: 846-847

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Environment Sensing Using Structure from Motion with an Omni-Directional Camera on a Mobile Robot2006

    • Author(s)
      25)T.Harada, A.Yamashita, T.Kaneko
    • Journal Title

      llst Robotics Symposia

      Pages: 387-392

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] サッカードに伴う連続点滅刺激の見かけの刺激の発生理由の考察2005

    • Author(s)
      海老澤嘉伸
    • Journal Title

      映像情報メディア学会論文誌 59・7

      Pages: 1081-1086

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Face Pose Estimation Based on 3D Detection of Pupils and Nostrils2005

    • Author(s)
      Y.Ebisawa, Y.Nurikabe
    • Journal Title

      Proc. of VECIMS 2005 - IEEE International Conference on Virtual Environments, Human-Computer Interfaces, and Measurement Systems

      Pages: 92-97

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 瞳孔マウスの改善2005

    • Author(s)
      塗壁悠治, 海老澤嘉伸
    • Journal Title

      第11回画像センシングシンポジウム講演論文集

      Pages: 485-488

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] ステレオ広角カメラと狭角カメラによる視線検出2005

    • Author(s)
      遠西昭和, 海老澤嘉伸
    • Journal Title

      映像情報メディア学会2005年次大会講演論文集

      Pages: 20-22

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 瞳孔と鼻孔の三次元位置による顔の方向検出2005

    • Author(s)
      塗壁悠治, 海老澤嘉伸
    • Journal Title

      映像情報メディア学会2005年次大会講演論文集

      Pages: 20-23

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 人間共存型ロボットの遠隔操作に関する研究(第24報)-迷路走行に対応する融合制御アルゴリズムの検討-2005

    • Author(s)
      岩瀬和也, 山守浩史, 松丸隆文, 伊藤友孝
    • Journal Title

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門 ロボティクス・メカトロニクス講演会2005

      Pages: 1A1-S-047

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 人間共存型ロボットの遠隔操作に関する研究(第26報)-単眼カメラを使用した移動ロボットの自己位置推定方法の検討-2005

    • Author(s)
      長谷川翔, 松丸隆文, 伊藤友孝
    • Journal Title

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門 ロボティクス・メカトロニクス講演会2005

      Pages: 1P1-S-034

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 人間共存型ロボットの遠隔操作に関する研究(第28報)-人間とロボットのための操作インタフェースの開発-2005

    • Author(s)
      山守浩史, 松丸隆文
    • Journal Title

      計測自動制御学会SI部門 第6回システム・インテグレーション部門講演会 (SI2005)

      Pages: 33-34

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 3-D Measurement of Objects in Unknown Aquatic Environments with a Laser Range Finder2005

    • Author(s)
      Atsushi Yamashita, Shinsuke Ikeda, Toru Kaneko
    • Journal Title

      Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2005)

      Pages: 3923-3928

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 複数センシング戦略を有する視覚移動ロボットの経路・観測計画2005

    • Author(s)
      栢分 光明, 山下 淳, 金子 透
    • Journal Title

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'05講演論文集

      Pages: 4

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] A Study of Apparent Stimuli of a Repeatedly Flashing Stimulus Accompanying with Saccade2005

    • Author(s)
      15)Y.Ebisawa
    • Journal Title

      The Journal of the institute of image information and television engineers 59.7

      Pages: 1081-1086

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Face Pose Estimation Based on 3D Detection of Pupils and Nostrils2005

    • Author(s)
      16) Y.Ebisawa, Y.Nurikabe
    • Journal Title

      VECIMS 2005-IEEE International Conference on Virtual Environments, Human-Computer Interfaces, and Measurement Systems

      Pages: 92-97

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Improvement of PupilMouse2005

    • Author(s)
      17)Y.Nurikabe, Y.Ebisawa
    • Journal Title

      11th Symposium on Sensing via Image Information (SSII05)

      Pages: 485-488

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Eye Gaze Detection Using Stereo Wide Cameras and a Narrow Camera2005

    • Author(s)
      18) S.Tonishi, Y.Ebisawa
    • Journal Title

      ITE Annual Convention 2006 20-3

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Face Pose Estimation by 3D Position Detection of Pupils and Nostrils2005

    • Author(s)
      19)Y.Nurikabe, Y.Ebisawa
    • Journal Title

      ITE Annual Convention 2006 20-3

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Teleoperation of Human-Friendly Robot (24th report) -Examination of the combination control algorithm on a maze-2005

    • Author(s)
      20) K.Iwase, H.Yamamori, T.Matsumaru, T.Ito
    • Journal Title

      2005 JSME Conference on Robotics and Mechatronics 1A1-S-047(1)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Teleoperation of Human-Friendly Robot (26th report)-Examination of robot localization with a single camera-2005

    • Author(s)
      21) S.Hasegawa, T.Matsumaru, T.Ito
    • Journal Title

      2005 JSME Conference on Robotics and Mechatronics 1P1-S-034(1)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Teleoperation of Human-Friendly Robot (28th report)-Operation interface for human and robot-"2005

    • Author(s)
      22) H.Yamamori, T.Matsumaru
    • Journal Title

      6th SICE System Integration Division Annual Conference (SI2005) 1A3-6

      Pages: 33-34

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 3-D Measurement of Objects in Unknown Aquatic Environments with a Laser Range Finder2005

    • Author(s)
      23) A.Yamashita, S.Ikeda, T.Kaneko
    • Journal Title

      Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2005)

      Pages: 3923-3928

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Path and Observation Planning of Vision-Based Mobile Robot with Multiple Sensing Strategies2005

    • Author(s)
      24)M.Kayawake, A.Yamashita, T.Kaneko
    • Journal Title

      Robomec2005

      Pages: 1-4

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 瞳孔検出法2007

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2007-092485
    • Filing Date
      2007-03-30
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 瞳孔検出装置および方法2006

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2006-098597
    • Filing Date
      2006-03-31
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 視点検出装置2006

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2006-100205
    • Filing Date
      2006-03-31
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 瞳孔を検出する方法及び装置2006

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2006-208355
    • Filing Date
      2006-03-31
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 瞳孔を検出する方法及び装置2006

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2006-208338
    • Filing Date
      2006-03-31
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 瞳孔検出装置及び瞳孔検出方法2006

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2006-225720
    • Filing Date
      2006-08-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 瞳孔検出装置2005

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2005-241728
    • Filing Date
      2005-08-23
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 2種類の光源を用いる瞳孔検出方法および装置2005

    • Inventor(s)
      海老澤嘉伸
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Number
      特願2005-306961
    • Filing Date
      2005-10-21
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

URL: 

Published: 2008-05-27  

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