支撑装置和支撑方法.pdf

本发明公开了一种支撑装置和支撑方法。根据一个实施例，指定负重在用户的右侧和左侧之间的分布。所述负重通过用户的站立动作出现在用户的身体部分处。计算用户的重心在地板上的投影位置。计算在站立动作时包括投影位置的地板的区域。基于所述分布计算区域中的目标位置。与所述目标位置距较小分布被指定到的用户的第二身体部分相比较，所述目标位置更接近于较大分布被指定到的用户的第一身体部分。计算从投影位置到目标位置的方向。基于所述方向输出用于用户在站立动作之前弯曲用户的上身的指定方向。

权利要求书
1.  一种支撑装置，包括：
输入单元，其指定负重在用户的右侧和左侧之间的分布，所述负重通过用户的站立动作出现在用户的身体部分处；
第一计算单元，被配置为计算用户的重心在地板上的投影位置；
第二计算单元，被配置为计算在站立动作时包括投影位置的地板的区域；
第三计算单元，被配置为基于所述分布计算区域中的目标位置，与所述目标位置距较小分布被指定到的用户的第二身体部分相比较，所述目标位置更接近于较大分布被指定到的用户的第一身体部分；
第四计算单元，被配置为计算从投影位置到目标位置的方向；以及
输出单元，其基于所述方向输出用于用户在站立动作之前弯曲用户的上身的指定方向。

2.  根据权利要求1所述的支撑装置，其中
输入单元还指定负重在用户的前侧和后侧之间的分布，以及
第三计算单元基于所述分布计算所述目标位置，与所述目标位置距较小分布被指定到的用户的第四身体部分相比较，所述目标位置更远离较大分布被指定到的用户的第三身体部分。

3.  根据权利要求2所述的支撑装置，其中
负重在用户的右侧和左侧之间的分布表示出现在用户的右膝和左膝处的负重的分布，并且
负重在用户的前侧和后侧之间的分布表示出现在用户的膝和腰处的负重的分布。

4.  一种支撑装置，包括：
输入单元，其指定负重在用户的前侧和后侧之间的分布，所述负重通过用户的站立动作出现在用户的身体部分处；
第一计算单元，被配置为计算用户的重心在地板上的投影位置；
第二计算单元，被配置为计算在站立动作时包括投影位置的地板的区域；
第三计算单元，被配置为基于所述分布计算所述区域中的目标位置，与所述目标位置距较小分布被指定到的用户的第四身体部分相比较，所述目标位置更远离较大分布被指定到的用户的第三身体部分；
第四计算单元，被配置为计算从投影位置到目标位置的方向；以及
输出单元，其基于所述方向输出用于用户在站立动作之前弯曲用户的上身的指定方向。

5.  根据权利要求1或4所述的支撑装置，其中
第二计算单元计算由接触在地板上的用户的两个脚围绕的区域。

6.  根据权利要求1或4所述的支撑装置，其中
第四计算单元计算投影位置与目标位置之间的距离，
还包括生成单元，被配置为生成第一指定以激发用户校正用户的姿势以使得所述距离小于参考距离；
其中输出单元输出所述第一指定。

7.  根据权利要求6所述的支撑装置，其中
生成单元生成第二指定以激发用户校正用户的两个脚的位置以使得所述区域更接近于参考区域，以及
输出单元输出所述第二指定。

8.  根据权利要求1或4所述的支撑装置，还包括：
测量单元，其测量用户的身体部分的每个位置；
其中第一计算单元通过计算将每个身体部分的重量比率与位置相乘的力矩矢量的总计来计算重心，并且计算重心在地板上的投影位置。

9.  根据权利要求8所述的支撑装置，其中
测量单元包括用于获得用户的图像的照相机，
输出单元是将指定方向投影到地板上的投影仪，以及
照相机和投影仪被装备为一个单元。

10.  根据权利要求1或4所述的支撑装置，还包括：
测量单元，其测量用户的两个脚的接触压力的第一分布和用户的臀部的接触压力的第二分布；
其中第一计算单元将投影位置计算为平衡由在第一分布的第一压力中心处的第一接触力导致的力矩、由在第二分布的第二压力中心处的第二接触力导致的力矩、和由用户的自重导致的力矩的位置。

11.  根据权利要求1或4所述的支撑装置，还包括：
测量单元，其包括布置在地板上的多个重量仪表和多个触摸传感器；
其中
第一计算单元将投影位置计算为平衡由重量仪表测量的重量的力矩、和由用户的自重导致的力矩的位置，以及
第二计算单元通过使用来自于触摸传感器的信息来计算所述区域的坐标。

12.  根据权利要求10所述的支撑装置，其中
测量单元位于片材上，并且
输出单元包括布置在片材上的多个指示器，并且使得规定所述指定方向的指示器发射光。

13.  根据权利要求11所述的支撑装置，其中
测量单元位于片材上，并且
输出单元包括布置在片材上的多个指示器，并且使得规定所述指定方向的指示器发射光。

14.  根据权利要求1或4所述的支撑装置，其中
输出单元包括具有多个指示器的扶手，并且使得规定所述指定方向的指示器发射光。

15.  根据权利要求1或4所述的支撑装置，其中
第四计算单元计算投影位置与目标位置之间的距离，以及
输出单元被安装到扶手上，并且包括
握住单元，可移动地沿着扶手的纵向布置，以及
移动单元，使得握住单元基于所述距离移动。

16.  一种支撑方法，包括：
指定负重在用户的右侧和左侧之间的分布，所述负重通过用户的站立动作出现在用户的身体部分处；
计算用户的重心在地板上的投影位置；
计算在站立动作时包括投影位置的地板的区域；
基于所述分布计算区域中的目标位置，与所述目标位置距较小分布被指定到的用户的第二身体部分相比较，所述目标位置更接近于较大分布被指定到的用户的第一身体部分；
计算从投影位置到目标位置的方向；以及
基于所述方向输出用于用户在站立动作之前弯曲用户的上身的指定方向。

17.  一种支撑方法，包括：
指定负重在用户的前侧和后侧之间的分布，所述负重通过用户的站立动作出现在用户的身体部分处；
计算用户的重心在地板上的投影位置；
计算在站立动作时包括投影位置的地板的区域；
基于所述分布计算所述区域中的目标位置，与所述目标位置距较小分布被指定到的用户的第四身体部分相比较，所述目标位置更远离较大分布被指定到的用户的第三身体部分；
计算从投影位置到目标位置的方向；以及
基于所述方向输出用于用户在站立动作之前弯曲用户的上身的指定方向。

说明书支撑装置和支撑方法
技术领域
这里描述的实施例一般涉及支撑装置和支撑方法。
背景技术
例如，当老年人从他/她坐的椅子中站立时，提出了用于支撑他的/她的站立动作的装置。在此装置中，站立动作被稳定地支撑，同时老年人的身体负担被减少。但是，如果人长时间不使用他的/她的肌肉力量，则众所周知，此部分的肌肉力量快速下降。即，对于具有一些用于站立的剩余身体能力的人，由此装置的过度支撑将使得人的肌肉力量下降。
发明内容
实施例提供能够支撑用户的站立动作而剩余身体能力的实际使用被激发给用户的装置和方法。
根据一个实施例，支撑装置包括输入单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、第四计算单元和输出单元。输入单元指定负重在用户的右侧和左侧之间的分布。负重通过用户的站立动作出现在用户的身体部分处。第一计算单元被配置为计算用户的重心在地板上的投影位置。第二计算单元被配置为计算在站立动作时包括投影位置的地板的区域。第三计算单元被配置为基于该分布来计算区域中的目标位置。与目标位置距较小分布被指定到的用户的第二身体部分相比较，目标位置更接近较大分布被指定到的用户的第一身体部分。第四计算单元被配置为计算从投影位置到目标位置的方向。输出单元基于所述方向输出用于用户在站立动作前弯曲用户的上身的指定方向。
根据实施例，可以提供能够支撑用户的站立动作同时剩余身体能 力的实际使用被激发到用户的装置和方法。
附图说明
图1是根据第一实施例的支撑装置的总览图。
图2是说明根据第一实施例的坐标系的示意图。
图3是根据第一实施例的支撑装置的方框图。
图4A和4B是根据第一实施例的在身体信息输入单元的触摸板上的屏幕设置的示例。
图5是根据第一实施例的操作单元的方框图。
图6是说明根据第一实施例的支撑基底的示意图。
图7是说明根据第一实施例的支撑基底的另一个示意图。
图8是说明根据第一实施例的第一修改的引导输出单元的示意图。
图9是说明根据第一实施例的第二修改的引导输出单元的示意图。
图10是说明根据第一实施例的第三修改的引导输出单元的示意图。
图11A和11B是根据第二实施例的引导信息生成单元的处理的流程图。
图12是根据第三实施例的支撑装置的总览图。
图13是根据第三实施例的测量单元和引导输出单元的方框图。
图14是根据第四实施例的支撑装置的总览图。
图15是根据第四实施例的测量单元和引导输出单元的方框图。
图16是根据第五实施例的引导输出单元的透视图。
图17是根据第五实施例的移动单元的方框图。
具体实施方式
在第一实施例中，例如，当老年人的身体负担被减少时，执行用于老年人稳定地从座位站立的支撑。如果用户（主体）具有至少一个 具有剩余身体能力的普通身体部分，则支撑站立动作以便通过激发用户利用剩余身体能力把适当负担增加到普通身体部分。
在下文中，将支撑用户在卫生间处的站立动作的场景作为一个示例说明。
（第一实施例）
图1示出了在由墙壁、地板和天花板围绕的卫生间空间中，要被引导站立动作的用户坐在具有抽水马桶和马桶座的座位部分（底座部分）。此外，在第一实施例中，作为从用户坐在座位部分的情况到用户开始站立的情况的支撑站立动作的定时，即，将在用户的臀部离开座位部分之前的时间作为目标。
图1是根据第一实施例的支撑装置1000的总览图。支撑装置1000包括测量单元100和经由串行通信线缆300串行连接到测量单元100的主单元200。测量单元100被设置在天花板上，并且测量用户的位置和姿势。具有框形的主单元200被设置在墙壁上以从用户坐在座位部分的情况起适当地在用户触摸之内。当用户基于用户的身体特征在座位部分站立时，在作为站立动作的前奏的臀部抬起之前，支撑装置1000输出语音以将用户的重心引导到合适的位置。因此，通过平衡在臀部抬起之后的稳定性和身体负担来支撑用户的站立动作。这里，负担是由用户感受为随着站立动作的疼痛的力，诸如对地板的反作用力、或扭矩和由用户的自重在用户的关节处出现的负重。
这里，将说明参考坐标系的定义。如图2所示，地板面是由x轴和y轴定义的xy平面，用户站立的前向是沿着x轴的正方向，并且用户在朝着前向时的左侧是沿着y轴的正方向。此外，向上垂直方向是沿着z轴的正方向。此外，参考坐标系的原点O被预先设置在预定的位置处。
图3是支撑装置1000的方框图。测量单元100测量用户的每个身体部分的位置和姿势作为用户的位置和姿势。这里，每个身体部分包括人体中的关节部分、关节之间的部分、和从关节延伸的部分。例如，测量单元100测量每个关节的位置（身体部分的位置），和连接 两个关节或从关节延伸的线段（身体部分的姿势），作为参考坐标系中的坐标。
如图3所示，测量单元100包括用于获得用户图像的复眼照相机110、用于测量用户的每个身体部分与照相机110之间的距离的近红外线传感器120、以及用于数字化来自于照相机110的图像信息的图像识别电路130。
通过使用来自于照相机110的图像信息，图像识别电路130从图像之间的差分区域中提取运动部分，并且将运动部分识别为人（用户）。此外，基于预先存储在主单元200的ROM330中的人的每个身体部分的连接关系，通过将每个身体部分与用户的图像相匹配，判断用户的每个身体部分。
这里，基于来自于照相机110的图像信息判断每个身体部分的深度。此外，基于来自于近红外线传感器120的距离信息，通过校正每个身体部分与照相机110之间的距离，获得每个身体部分的三维位置和姿势。
具体地，颈存在于连接头和躯干的部分处，肩存在于颈的两边，并且基于从肩（关节）延伸的部分是臂的信息，可以识别臂。如果弯曲部分存在于臂的中间，则此部分被认为是肘（关节）。测量肩和肘的三维位置，连接肩和肘的线段是上臂，并且将该线段的三维方向测量为上臂的姿势。此外，可以通过测量近红外线传感器120和其与传感器120的位置关系恒定的对象（诸如地板、座位部分、或在主单元200上标记的记号）之间的距离来校正距离信息。
图像识别电路130数字化每个身体部分的位置和姿势，并且将此位置和姿势信息串行地发送到主单元200。
如图3所示，主单元200包括身体信息输入单元210（包括设置在主单元200的上面或侧面上的触摸板）、操作单元220（包括CPU310、RAM320、ROM330）、引导输出单元230（包括放大器231和扬声器232）、以及电源240（以将电力提供到输入单元210、操作单元220、引导输出单元230和测量单元100）。
身体信息输入单元210指定表示由用户经由触摸板选择性地输入的身体特征的信息（身体信息）。此身体信息是相对地指定在用户的前后之间、以及用户的右侧和左侧之间的负重（随站立动作出现在用户的每个身体部分处）的分布（平衡）的信息。例如，通过使用身体信息输入单元210，用户选择前侧和后侧之间的哪个身体部分以及右侧和左侧之间的哪个身体部分随站立动作是相对疼痛的，或指定疼痛的比率作为级别（项或数字值）。即，当用户从座位站立时，关于由用户感受为相对疼痛部分的身体部分，负重的分布被指定为较小值。另一方面，关于由用户感受为相对容易（普通）部分的身体部分，负重的分布被指定为较大值。
将通过使用由图4A和4B所示的触摸板屏幕说明具体的示例。图4A示出了设置出现在膝与腰处的负重的分布（前后之间的平衡）的屏幕。图4B示出了设置出现在右膝与左膝处的负重的分布（左右之间的平衡）的屏幕。这些屏幕可以由右上菜单切换。
在图4A中，用户可以将弯曲髋关节（腰）的疼痛（困难度）和弯曲膝关节的疼痛分别选择为三个级别（项），“普通”、“困难”和“相当困难”。通过分别按下设置膝级别的按钮和设置腰级别的按钮，选择此级别。如果腰的困难度级别等于膝的困难度级别，则用户可以通过刻度尺（数字值）选择膝的困难度级别和腰的困难度级别中的哪一个更大。可以由设置刻度尺的按钮移动刻度尺的刻度（gradation）。如果刻度位于刻度尺的中心处，则两个关节（膝和腰）具有近似相等的困难度。如果刻度更接近身体部分名称（膝或腰），则此身体部分的困难度较大。
在图4B中，用户可以选择是否由设置右膝的按钮和设置左膝的按钮分别弯曲右膝和左膝。如果对于右膝设置的级别等于对于左膝设置的级别，则用户可以通过刻度尺（数字值）设置弯曲右膝和弯曲左膝的困难度（疼痛）的哪一个更大。可以由设置刻度尺的按钮移动刻度尺的刻度。如果在刻度位于刻度尺的中心处，则右膝和左膝都具有近似相等的困难度。如果刻度更接近身体部分名称（右膝或左膝）， 则此身体部分的困难度更大。
以这种方式，由用户设置的信息可以作为身体信息被记录在操作单元220的RAM320中。身体信息可以分别与每个用户对应地被记录。此外，通过输入用户的高度和重量，它们可以被记录为身体信息。高度和重量的信息用于校正/确认由测量单元100测量的身体部分的位置和姿势。
基于位置和姿势信息（由测量单元100发送的）和身体信息（由身体信息输入单元210获得的），操作单元220计算用户的重心的引导量和其方向，即，引导向量，并且基于结果向引导输出单元230提供引导信息。
图5是操作单元220的方框图。如图5所示，操作单元220包括重心计算单元221、支撑基底计算单元222、目标位置计算单元223、引导向量计算单元224、以及引导信息生成单元225。
重心计算单元（第一计算单元）221基于位置和姿势信息（由测量单元100发送的）计算用户的COG（重心）的投影位置。支撑基底计算单元（第二计算单元）222基于位置和姿势信息计算用户的支撑基底。目标位置计算单元（第三计算单元）223基于支撑基底和身体信息（由身体信息输入单元210发送的）计算目标位置以引导用户的COG的投影位置。引导向量计算单元（第四计算单元）224基于用户的COG的投影位置和目标位置计算引导向量。引导信息生成单元（生成单元）225基于引导向量生成引导信息。
例如，在操作单元220中，CPU310从ROM330读取控制程序，并且将此控制程序扩展到RAM320上。此控制程序被用作重心计算单元221、支撑基底计算单元222、目标位置计算单元223、引导向量计算单元224和引导信息生成单元225。此外，例如，在用户通过操作身体信息输入单元210的触摸板指定引导开始之后，在以下说明中的每个处理在从引导的开始时间到其完成的时间段中的预定的采样间隔中运行。
重心计算单元221从测量单元100获得位置和姿势信息，并且基 于位置和姿势信息计算用户的重心在参考坐标系中的坐标。这里，例如，按性别和年龄的统计权重比率和每个身体部分的重心被称为参考信息，计算到每个身体部分的用户的重心的位置向量，并且通过将位置向量与包括在参考信息中的每个身体部分的重量比相乘来计算所有身体部分的总向量（每个身体部分的力矩向量和）。此总向量是到用户的重心的位置向量。基于总向量，重心计算单元221计算用户的重心的坐标。此外，重心计算单元221通过使用重心的坐标计算COG在参考坐标系中的投影位置P的坐标（xp，yp）。这里，COG的投影位置P是投影到地板面（z=0）上的COG。例如，参考信息被预先存储在ROM330中。
支撑基底计算单元222从测量单元100获得位置和姿势信息，并且基于位置和姿势信息计算在用户的臀部从座位部分离开之后用户的支撑基底。一般，支撑基底是包括在人的站立动作的定时处的人的COG的投影位置的区域，即，围绕人接触的部分的区域。例如，当用户坐在座位部分上时，如图6的双点划线所示，围绕两个脚接触地板面的部分和用户的臀部接触座位的部分的区域是支撑基底。这里，当用户的臀部从座位部分离开时，计算围绕两个脚接触地板面的区域的支撑基底。此外，作为示例，由两个脚的脚趾位置和跟部位置的四个特征点围绕的区域被近似计算为支撑基底。
支撑基底计算单元222计算地板面（z=0）上的用户的两个脚的脚趾位置和跟部位置在参考坐标系中的坐标，即，左脚的脚趾位置的点L1、左脚的跟部位置的点L2、右脚的脚趾位置的点R1、和右脚的跟部位置的点R2。例如，通过参考位置和姿势信息，在等于接触地板面的用户的脚的线段当中，沿着x方向的最大值点是脚趾位置，沿着x方向的最小值点是跟部位置，并且计算它的每个坐标。此外，如果测量单元100不能测量用户的脚的姿势并且如果位置和姿势信息是不充分的，则可以通过从测量的腿关节的位置和预先记录的脚尺寸内插来计算每个坐标。
支撑基底计算单元220计算连接两个点L1和R1之间的中点T 与两个点L2和R2之间的中点S的线段作为调整腰/膝负重（X轴）的轴来设置膝和腰之间的负重分布（前后之间的平衡）。此外，支撑基底计算单元220计算连接两个点L1和L2之间的中点W与两个点R1和R2之间的中点V的线段作为调整膝负重（Y轴）的轴来设置右膝和左膝之间的负重分布（左右之间的平衡）。将X轴与Y轴之间的交叉点的坐标设置为原点O，并且设置由X轴和Y轴定义的坐标系（支撑基底坐标系）。在支撑基底坐标系中，表示由四个特征点围绕的区域的坐标作为支撑基底被存储到RAM320中。这里，RAM320存储表示支撑基底坐标系的信息。
基于支撑基底（由支撑基底计算单元222获得的）和身体信息（由身体信息输入单元210设置的），目标位置计算单元223计算目标位置以紧接在用户的臀部抬起之前（或之后）引导在支撑基底中的用户的COG的投影位置。具体地，基于由身体信息指定的负重分布，计算用于分配在与用户的站立动作有关的每个身体部分处出现的负重的目标位置。即，计算目标位置以使得在较大负重分布被指定到的身体部分处出现的负重比在较小负重分布被指定到的身体部分出现的负重大。
第一实施例中，计算目标位置以使得，如果设置负重的较大级别被身体信息指定到身体部分，则较小负重被分配给该身体部分。另一方面，计算目标位置以使得，如果设置负重的较小级别被身体信息指定到身体部分，则较大负重被分配给该身体部分。
例如，如果由身体信息输入单元210将负重设置到腰的级别大于将负重设置到膝的级别，则在支撑基底坐标系中的目标位置的x坐标被设置在连接支撑基底中的后方处的两个点L2和R2的线段上，以使得到膝的负重分布大于到腰的负重分布。相反地，如果将负重设置到腰的级别小于将负重设置到膝的级别，则目标位置的x坐标被设置在连接支撑基底中的前方的两个点L1和R1的线段上，以使得到腰的负重分布大于到膝的负重分布。如果将负重设置到腰的级别等于将负重设置到膝的级别，则基于由膝/腰刻度尺的刻度位置设置的值，按比例 分布在连接两个点T和S的线段TS上的坐标被设置为目标位置的X坐标Xq。即，目标位置的x坐标Xq被设置在相对接近设置负重的大级别（负重分布是小的）被指定到的身体部分和相对远离设置负重的小级别（负重分布是大的）被指定到的身体部分的位置。因此，至于在膝处感觉异常的用户，通过保持COG的投影位置在支撑基底中的正常腰侧（后侧），较大的负担被施加于腰而不是膝，并且在站立动作时施加于膝的负担可以被减少。相反地，至于在腰处感觉异常的用户，通过保持COG的投影位置在支撑基底中的正常膝侧（前侧），较大的负担被施加于膝而不是腰，并且在站立动作时施加于腰的负担可以被减少。
此外，如果由身体信息输入单元210将级别设置为右膝不能弯曲并且左膝可以被弯曲，则在支撑基底坐标系中的目标位置的y坐标被设置在连接支撑基底中的左侧的两个点L1和L2的线段上，以使得到左膝的负重分布大于到右膝的负重分布。相反地，如果将级别设置为左膝不能弯曲并且右膝可以被弯曲，则目标位置的y坐标被设置在连接支撑基底中的右侧的两个点R1和R2的线段上，以使得到右膝的负重分布大于到左膝的负重分布。如果将级别设置为右膝和左膝可以被弯曲，则基于由右膝/左膝刻度尺的刻度位置设置的值，按反比分布在连接两个点W和V的线段WV上的坐标被设置为目标位置的Y坐标Yq。即，目标位置的Y坐标Yq被设置在相对远离设置负重的大级别（负重分布是小的）被指定到的身体部分和相对接近设置负重的小级别（负重分布是大的）被指定到的身体部分的位置。因此，至于在右膝处感觉异常的用户，通过保持COG的投影位置在支撑基底中的正常左膝侧（左侧），较大的负担被施加于左膝而不是右膝，并且在站立动作时施加于左膝的负担可以被减少。相反地，至于在左膝处感觉异常的用户，通过保持COG的投影位置在支撑基底中的正常右膝侧（右侧），较大的负担被施加于右膝而不是左膝，并且在站立动作时施加于左膝的负担可以被减少。
如上面提及的，在支撑基底中确定目标位置Q的坐标（Xq，Yq）。 此外，如图7所示，通过支撑基底的形状改变调整腰负重的轴和调整膝负重的轴（虚拟地设置在支撑基底上）。将说明用于设置目标位置的坐标的方法。
基于用户的COG的投影位置（由重心计算单元221计算的）和目标位置（由目标位置计算单元223计算的），引导向量计算单元224计算引导向量（引导用户的COG的投影位置的方向和它的量）。这里，例如，通过转换目标位置Q的坐标（Xq，Yq）计算在参考坐标系中的目标位置Q’的坐标（xq，yq），并且将从COG的投影位置P指向目标位置Q’的向量（xq-xp，yq-yp）计算为引导向量。
基于引导向量（由引导向量计算单元224计算的），引导信息生成单元225生成要呈现给用户的引导信息以便将用户的COG引导到目标位置。引导信息被提供给引导输出单元230。即，在第一实施例中，引导信息生成单元225从预先存储在ROM330中的多个语音文件中选择与引导向量最相似的语音文件，并且基于语音文件生成要被提供给引导输出单元230的引导信息。例如，如果引导向量的x分量（xq-xp）是正值并且如果它的绝对值大于y分量（yq-yp）的绝对值，则到前面的引导是主观的。因此，选择诸如“请向前弯曲你的上身”之类的向前弯曲的语音文件。相反地，如果y分量（yq-yp）的绝对值大于x分量（xq-xp）的绝对值，则基于y分量是正值还是负值来选择弯曲到左方向和右方向中的任何一个的语音文件。如果y分量的绝对值等于x分量的绝对值，则选择诸如“请向右前弯曲”之类的向倾斜方向弯曲的语音文件。以这种方式，基于引导向量的方向和量选择引导信息，并且适当地合成要被生成的引导信息。
引导输出单元230从引导信息生成单元225获得引导信息（语音文件），并经由放大器231和扬声器232输出基于语音文件的语音。通过经由此语音向用户呈现在站立动作之前弯曲上身的引导方向，用户的COG被引导到目标位置。
根据第一实施例的支撑装置1000或支撑方法，在保证在站立动作的定时时的稳定性的同时，可以调整随站立动作出现在每个身体部 分处的负重的平衡。因此，在站立动作的支撑中，剩余身体能力的使用可以被激发到用户而不过度支撑。
（第一修改）
在第一实施例中，作为引导输出单元230，由语音的引导被作为示例说明。但是，支撑方法不局限于此示例。例如，可以应用用于向用户通过屏幕显示信息的支撑方法、或用于通过移动座位部分或栏杆引导用户的COG的支撑方法。
图8示出了引导输出单元230的支撑方法经由显示器410显示信息的情况。显示器410被在坐下的用户的前面向下配备在墙壁上。当通过弯曲用户的上身向前移动用户的COG的投影位置时，如果用户的视线转向下，则用户的姿势是自然的。因此，显示器410被稍微设置在下侧。设置显示器的位置可以通过座位部分和墙壁之间的距离、或用户的高度和视敏度被适当地校正。在显示器410上，显示表示引导内容的文本、用户的COG的投影位置P、引导COG的投影位置的目标位置Q、支撑基底和座位部分的位置、以及表示引导向量的箭头（引导方向和它的量）。这里，在用户正被引导的同时，每小时显示用户的COG的投影位置。因此，用户可以容易地判断用户必须弯曲上身哪个程度直到目标位置。即使生成拉足的引导，也显示足的现在位置和拉足的目的位置。因此，预期用于用户容易识别的高引导效果。
（第二修改）
图9示出了引导输出单元230的支撑方法是由投影仪420投影的显示器的情况。投影仪420被设置在天花板上，并且配备有作为一个单元的测量单元100。与显示器410（在第一修改中说明的）相同的显示内容可以被从用户向前显示在地板面上。此外，通过预先检测投影区域、地板面和座位部分之间的位置关系，支撑基底和COG的投影位置（由操作单元220计算的）可以被在实际比例和位置的情况下显示。例如，当生成校正脚位置的引导时，显示实际上移动脚的目的位置。这里，此显示位置易于用户识别并将用户的脚与之匹配。结果，预期较高指导效果。此外，测量单元100和投影仪420被装备为一个 单元。因此，可以实现装置的小型化和卫生间空间中的坐放位置的空间节省。
（第三修改）
图10示出引导输出单元230的支撑方法是由具有多个指示器（信号部分）435的扶手430呈现的指定的情况。在安装在墙壁上的扶手430上，指示器（LED单元）435被装备在预定的间隔处。指示器435指定弯曲用户的上身的方向和将用户的腰向前弯曲的量。即，例如，通过在用于用户握住扶手430的位置处向指示器435发出（发射）信号，用户可以识别弯曲上身的方向。此外，例如，基于引导向量的量，如果弯曲腰的量是大的，则向在离用户较远的位置处设置的指示器发出信号。另一方面，如果弯曲腰的量是小的，则向在到用户较近的位置处设置的指示器发出信号。结果，用户可以容易地识别弯曲腰的量。
此外，通过引导用户向前伸展用户的手握住扶手430，用户可以容易地弯曲上身。通过调整发射指示器435的位置，改变用户握住的位置，并且可以调整弯曲上身的度。结果，用户的GOP可以被有效地引导。通过在用户正在被引导的同时将指示器435的颜色设置到黄色，并且通过在用户被引导之后将颜色设置到绿色，可以更有效地引导用户。在不仅扶手430被安装在墙壁的一侧的情况而且扶手430被分别安装在墙壁的右侧和左侧的情况下，通过在两侧处发射指示器435，用户的双臂可以分别被引导到扶手。结果，支撑基底的范围在臀部离开之后可以更宽，并且可以改善用户的稳定性。
（第二实施例）
作为由引导信息生成单元225生成的引导信息，可以包括激发用户校正由支撑基底计算单元222计算的支撑基底（两个脚的位置）的引导、或激发用户校正由引导向量计算单元224计算的引导向量（坐下姿势）的引导。
通过参考图11A和11B的流程图，将说明第二实施例的引导信息生成单元225的功能。
在S101处，判断“用户不能弯曲膝”是否被设置到左膝和右膝 中的任何一个。如果“用户不能弯曲膝”被设置（在S101处的是），则在设置侧的支撑基底的外面被指定为支撑部件的位置并且生成使用支撑部件的引导（S201）。这里，如果固定的扶手存在于放置支撑部件的范围中，则固定的扶手的位置被认为是支撑部件的位置。如果扶手不存在于该范围中，则由手杖（等等）支撑的位置被认为是支撑部件的位置。此外，如果“用户不能弯曲膝”没有被设置到左膝和右膝二者（在S101处的否），则判断用户的右脚和左脚的脚趾的位置是否没有对齐（S102）。
如果判断脚趾的位置没有对齐（在S102处的是），则设置对齐用户的右脚和左脚的脚趾的位置的推荐位置，并且生成对齐用户的右脚和左脚的引导（S202）。这里，推荐位置是与用户的前方向和后方向（x轴）有关的位置，其中腿关节的x坐标小于膝关节的x坐标若干厘米（在用户侧）并且右脚和左脚的脚趾的x坐标对齐。接下来，判断用户是否可以对齐右脚和左脚的脚趾的位置（S103）。
如果判断用户不能对齐右脚和左脚的脚趾的位置（在S103处的是），则支撑部件的位置被设置在接近腰和支撑基底的外面放置的一个脚侧，并且生成使用支撑部件的引导（S201）。此外，如果判断用户可以对齐右脚和左脚的脚趾的位置（在S103处的是），则处理返回到S102。这里，在S103，判断用户不能对齐右脚和左脚的脚趾的位置（在S103处的是）的条件是，例如，在从对齐脚趾位置的引导的生成时间起已经逝去预定时间之后右脚和左脚的脚趾位置没有对齐的情况，或在用户的右脚和左脚的脚趾位置没有对齐时用户通过开关（等等）将命令输入到开始引导的情况。
此外，在S102处，如果判断脚趾位置对齐（在S102处的否），则判断用户的脚宽（用户的右脚和左脚之间的距离）是否适当（S104）。这里，在S102处，即使右脚和左脚的脚趾位置其间被偏移若干厘米，也可以判断脚趾位置对齐。
如果脚宽不适当（在S104处的是），则设置右脚和左脚的推荐位置，并且生成改变右脚和左脚之间的脚宽的引导（S203）。推荐位 置是右腿关节和左腿关节之间的宽度近似等于肩宽的、与用户的右侧和左侧方向（y轴）有关的位置，并且对用户的COG是右侧和左侧对称的。接下来，判断用户是否可以改变脚宽（S105）。
如果判断用户不能改变脚宽（在S105处的是），则生成使用支撑部件的引导（S201）。此外，如果判断用户可以改变脚宽（在105处的否），则处理返回到S104。这里，在S105处，是否改变脚宽的判断可以用和S103相同的方式通过逝去时间或开关输入来执行。
此外，如果脚宽适当（在S104处的否），则判断腰和支撑基底之间的距离（S106）。此外，在S104处，例如，如果脚宽近似等于在预定的范围之内的腰宽，则脚宽被判断是适当的。如果脚宽比腰宽更窄或更宽，则脚宽被判断是不适当的。
如果引导向量的幅度|V|（COG的目标位置与投影位置之间的距离）大于给定值“a”（在S106处的是），则生成稍微拉脚或坐的引导（S204）。接下来，判断用户是否可以稍微拉脚/坐（S107）。
如果判断用户不能稍微拉脚/坐（在S107处的是），则生成使用支撑部件的引导（S201）。此外，如果判断用户可以稍微拉脚/坐（在S107处的否），则处理返回到S106。这里，在S107处，是否稍微拉脚/坐的判断可以用与S103与S105相同的方式通过逝去时间或开关输入来执行。
此外，如果引导向量的幅度|V|大于给定值“a”（S106处的否），则生成慢慢地向前弯曲（前倾）用户的上身（躯干）的引导（S205）。这里，给定值“a”被设置为膝关节和腰关节之间的距离。可替换地，可以基于设置到膝和腰的级别设置给定值“a”。例如，如果设置到腰的级别是“相当困难”，则给定值“a”最好较小。
上述步骤被执行直到引导向量的幅度|V|小于给定值“b”（S108）。如果引导向量的幅度|V|小于给定值“b”（在S108处的是），则生成停止向前弯曲的引导（S206），并且完成处理。
引导信息生成单元225向引导输出单元230提供每个引导（如上述生成的）。例如，引导输出单元230通过语音或信息显示向用户呈 现引导的内容。这里，如果支撑部件不存在于适当的位置处（S201），则可以生成呼叫助手的引导。此外，当在抬起臀部之前COG的投影位置超过目标位置时，可以朝返回COG的投影位置的方向生成引导信息。此外，当在引导期间识别到臀部抬起时，可以生成停止向前弯曲的引导。可以从腰与先前测量的座位部分的支持表面之间的位置关系检测臀部抬起。支持表面与扶手的位置可以被作为环境信息预先记录到ROM330中。
结果，在站立动作前，用户的姿势可以是适当的。此外，通过将两个脚的位置引导到适当地方，可以支持用户从自然情况的站立动作。因此，用户的负担可以通过整个站立动作被减少。
（第三实施例）
通过参考图12和13，将说明第三实施例的测量单元100和引导输出单元230。
测量单元100装备测量压力分布的垫子440和串行电路450。具有片状的垫子440包括二维布置的多个（M个单元）压力传感器445。串行电路450将多个压力传感器445的值串行地发送到操作单元220。
多个垫子440可以被连接到串行电路450。垫子440位于邻近座位部分的地板面上。此外，包括压力传感器445（N个单元）的另一个垫子440位于座位部分上。串行电路450将压力传感器445的位置信息（或与其对应的ID信息）和测量压力值每小时发送到操作单元220。
从位于地板面的垫子440的信息中，支撑基底计算单元222计算用户的右脚和左脚的接触位置。
从已经识别到接触的压力传感器445的位置信息中，支撑基底计算单元222判断两个脚的接触区域，并且将该区域的每个轴的最大值和最小值分别计算为脚趾位置和脚跟位置。然后，支撑基底计算单元222计算包括两个脚的位置区域和由特征点围绕的区域的支撑基底。
此外，支撑基底计算单元222将右脚和左脚的压力中心位置在参考坐标系上的坐标分别计算为（x1，y1）和（xr，yr），并且将右脚和 左脚的接触区域之内的压力总计分别计算为f1和fr。此外，从位于座位上的垫子440的信息中，支撑基底计算单元222计算臀部的压力中心位置的坐标（xb，yb），并且计算臀部的接触区域之内的压力的总计（接触力）fb。
这里，假定每个压力传感器mi的位置坐标是（xmi，ymi），并且由压力传感器mi测量的压力（单位面积上的力）是fmi。通过以下等式（1）计算每个压力中心。
fl=Σifmileftfootregion,fr=Σifmirightfootregion,fb=Σifmibuttocksregion]]>
xl=1flΣixmi·fmileftfootregion,yl=1flΣiymi·fmileftfootregion]]>
                                ····(1)
xr=1frΣixmi·fmirighttfooregion,yrl=1frΣiymi·fmirighttfootregion]]>
xb=1fbΣixmi·fmibuttoksregion,ybl=1fbΣiymi·fmibuttocksregion]]>
以下等式（2）表示在右脚和左脚的压力中心位置处的接触力的力矩、在臀部的压力中心位置处的接触力的力矩、和在用户的COG处的自重的力矩之间的平衡关系。从该平衡关系，重心计算单元221将平衡这些力矩的位置计算为COG的投影位置。这里，每个力矩是在参考坐标系上绕着原点的力矩。
xp=(fl·xl+fr·xr+fb·xb)/(fl+fr+fb)
yp=(fl·yl+fr·yr+fb·yb)/(fl+fr+fb)····(2)
引导输出单元230包括二维布置在位于地板面的垫子440上的M个单元的指示器部分（LED）。此指示器部分指定用于用户弯曲上身的方向或用于用户向前弯曲腰的量。结果，弯曲上身的方向或向前弯曲腰的量可以视觉上呈现给用户。此外，校正脚定位位置的参考点可以经由光发射呈现给用户。因此，可以实现有效的引导。
（第四实施例）
通过参考图14和15，将说明第四实施例的测量单元100和引导输出单元230。
测量单元100装备测量重量的板460和检测触摸位置的片材470。板460包括板462和测量由板462支撑的力的多个（例如，四个单元）重量仪表464。在片材470上，检测触摸位置的触摸传感器472（M个单元）被二维布置。
片材470位于接近于座位部分的板460上。板460位于地板面上以便将座位部分放置在其上。
从四个重量仪表464之间的位置关系和由相应重量仪表测量的重量，重心计算单元221计算放置在板460上的人或对象的COG的投影位置。即，如果座位部分被放置在板460上，通过偏移调整以使得由板460测量的重量等于零，则可以计算放置在板460上的用户的COG的投影位置。
例如，假定由四个重量仪表测量的重量分别是M1、M2、M3、M4，并且四个重量仪表的位置坐标分别是（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3），（x4，y4）。COG的投影位置通过以下等式（3）计算。
xp=(M1·x1+M2·x2+M3·x3+M4·x4)/(M1+M2+M3+M4)
yp=(M1·y1+M2·y2+M3·y3+M4·y4)/(M1+M2+M3+M4)····(3)
支撑基底计算单元222从触摸位置的信息计算支撑基底。即，从已经识别到触摸的触摸传感器472的位置信息，判断触摸区域，并且将触摸区域的每个轴的最大值和最小值分别计算为脚趾位置和脚跟位置。基于这些数据，计算支撑基底。
通过上述方法，在没有相对昂贵的两个垫子440的情况下，可以利用相对便宜的板460和片材470计算支撑基底的COG的位置和投影位置。自然地，可以利用照相机110而不是片材470计算支撑基底。此外，不用说测量单元100被适应性地与之组合。
引导输出单元230包括二维布置在位于地板面的片材470上的M个单元的指示器部分（LED）。此指示器部分指定用于用户弯曲上身 的方向或用于用户向前弯曲腰的量。结果，弯曲上身的方向或向前弯曲腰的量可以视觉上呈现给用户。此外，校正脚定位位置的参考点可以经由光发射呈现给用户。因此，可以实现有效的引导。
此外，从已经识别到触摸的触摸传感器472的位置信息，支撑基底计算单元222可以判断触摸区域并且计算包括整个触摸区域的支撑基底。结果，通过扩展目标位置可设置的范围，可以灵活地支撑站立动作。
（第五实施例）
通过参考图16和17，将说明第五实施例的引导输出单元230。在第五实施例中，作为支撑站立动作的定时，除了在用户的臀部从座位部分抬起之前的时间之外，将在用户在站立之后开始移动的时间作为目标。
引导输出单元230装备移动单元250、FT传感器233、支撑单元234、和握住单元235。具有框状的移动单元250可沿着固定在墙壁上的扶手移动。在移动单元250中，装备电动机驱动电路251、电动机352、和编码器253。橡皮辊被经由齿轮可旋转地连接到电动机252的轴。通过橡皮辊与扶手430接触地旋转，移动单元250可以被沿着扶手430的纵向（x轴方向）移动。
编码器253装备有电动机252的轴，并且电动机252的旋转角可以被由此检测。电动机驱动电路251、电动机252、和编码器253形成闭环电路。通过由电动机驱动电路251控制电动机252的旋转角，可以控制移动单元250的移动量。这里，基于由操作单元220中的引导信息生成单元225生成的引导移动量，计算驱动电动机252的命令电压值并且发送给电动机驱动电路251。
具有圆柱状的FT传感器233装备有移动单元250。在与移动单元250一起固定的FT传感器233的相对面处，固定支撑单元234。旋转轴236被设置在支撑单元234处。具有棒状的握住单元235被绕着旋转轴236并经由旋转轴236可旋转地装备。握住单元235可以绕着旋转轴236旋转。即，当握住单元235用于引导时，它可以被扩展 以使得纵向是y轴方向。此外，当握住单元235不被使用时或当用户坐在座位部分上时，它可以被包含以使得纵向是z轴方向。
FT传感器233可以检测增加到x轴、y轴和z轴方向的力，和绕着相应轴增加的扭矩。通过此FT传感器233，增加到握住单元235的力的幅度和方向、和它的作用点可以被检测。在操作单元220的重力计算单元221的中心，从由测量单元100和FT传感器233发送的信息中，可以更准确地计算用户的重心。
接下来，将说明第五实施例的引导输出单元230的引导方法。当用户做出坐下的姿势时，移动单元250被控制在固定的扶手上以使得（引导输出单元230的）握住单元235被邻近地放置在用户的膝关节上方。
在输出启动姿势引导的命令之后，利用与引导向量的幅度成比例的速度控制移动单元250。在这种情况下，紧接在启动引导之后，移动单元250被控制以便慢慢地等于预定的速度。此外，在启动引导之后，比用户的上身更早地引导用户的手。因此，随其的速度可以在一定程度上较高。
当用户的COG更接近于预定的位置时，引导向量的幅度变得更小，并且移动移动单元250的速度基于幅度变得更低。因此，在没有急停的情况下，可以实现几乎没有不舒服的感受的引导。此外，如果用户的COG不能被右侧和左侧对称地引导（例如，当用户不能弯曲右膝和左膝中的任何一个时），引导扶手最好被控制到设置为支撑部件的推荐位置的位置。
在测量单元100检测到用户的臀部抬起之后，移动单元250被控制在预定的速度。结果，可以支撑在站立动作之后用户的移动。
通过具有扶手430的引导部件，可以在用户没有没意识到COG的投影位置的情况下实现引导。因此，可以减少用户的困难。此外，通过利用用户的手握住握住单元235，扩大支撑基底。因此，改善了站立动作的稳定性。
此外，在第五实施例中，移动单元250可以被并入到主单元200 中。此外，照相机110或近红外线传感器120可以被并入到移动单元250或扶手430的下侧。
根据至少一个上述实施例的支撑装置或支撑方法，可以调整随站立动作出现在身体部分的负重的平衡。结果，当剩余身体能力的实际用途被激发到用户时，可以支撑用户的站立动作。
在上述实施例中，假定并说明了在卫生间空间中站立动作的支撑。但是，所述支撑不局限于此示例。例如，可以支撑从坐下情况的站立动作（诸如在浴缸的站立动作、从床的站立动作）。此外，本实施例的支撑装置具有分布膝和腰的身体负重的功能。因此，通过有意设置以将负重施加到具体的身体部分，支撑装置可以用于针对具体的身体部分的训练。
虽然已经描述了特定实施例，但是这些实施例仅仅通过示例被呈现，并且不意欲限制本发明的范围。实际上，这里描述的新颖的实施例可以以各种其它形式实施；此外，可以对这里描述的实施例的形式进行各种省略、替换和变化，而不脱离本发明的精神。预期所附权利要求书和它们的等效物涵盖落入本发明的范围和精神的这样的形式或修改。