(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
各々車両の周囲に対応して乗員の両腕の各々に沿って設けられると共に、車両の周囲情報を提示するための力を乗員の腕に与え、かつ、乗員の腕から付与された力を受け付ける複数の提示部と、
車両右側の前記周囲情報を提示するように右腕に対応する前記提示部を制御し、車両左側の前記周囲情報を提示するように左腕に対応する前記提示部を制御し、かつ前記複数の提示部のうち車両前方に対応するものほど前側の前記周囲情報を提示し、車両後方に対応するものほど後側の前記周囲情報を提示するように前記提示部を制御する制御部と、
前記複数の提示部の何れか一つに対して乗員の腕から力が付与された場合に、前記力が付与された前記提示部に対して予め定められた操作を行う指示を出力する出力部と、
を備えた入力装置。
前記出力部は、前記制御部によって制御された前記提示部に対して乗員から力が付与された場合に、前記提示部に対して予め定められた操作を行う指示を出力する請求項1〜4の何れか1項に記載の入力装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、非特許文献1では、位置情報を直感的に提示することができないので、改善の余地がある。
【0007】
また、非特許文献2では、提示された情報に対する直感的な操作までは考慮していないので、改善の余地がある。
【0008】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、位置情報を直感的に力覚提示し、提示された情報に対して直感的な操作が可能な入力装置及び入力プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために請求項1に記載の入力装置は、各々車両の周囲に対応して乗員の両腕の各々に沿って設けられると共に、車両の周囲情報を提示するための力を乗員の腕に与え、かつ、乗員の腕から付与された力を受け付ける複数の提示部と、車両右側の前記周囲情報を提示するように右腕に対応する前記提示部を制御し、車両左側の前記周囲情報を提示するように左腕に対応する前記提示部を制御し、かつ前記複数の提示部のうち車両前方に対応するものほど前側の前記周囲情報を提示し、車両後方に対応するものほど後側の前記周囲情報を提示するように前記提示部を制御する制御部と、前記複数の提示部の何れか一つに対して乗員の腕から力が付与された場合に、前記力が付与された前記提示部に対して予め定められた操作を行う指示を出力する出力部と、を備えている。
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、複数の提示部は、各々車両の周囲に対応して乗員の両腕の各々に沿って設けられれると共に、車両の周囲情報を提示するための力を乗員の腕に与え、かつ乗員の腕から付与された力を受け付ける。
【0011】
制御部では、車両右側の周囲情報を提示するように右腕に対応する提示部が制御され、車両左側の周囲情報を提示するように左腕に対応する提示部が制御され、かつ複数の提示部のうち車両前方に対応するものほど前側の周囲情報を提示し、車両後方に対応するものほど後側の周囲情報を提示するように提示部が制御される。これにより、提示部によって提示された指示力によって車両の周囲情報を乗員が直感的に認識することができる。
【0012】
また、出力部では、複数の提示部の何れか一つに対して乗員の腕から力が付与された場合に、力が付与された提示部に対して予め定められた操作を行う指示が出力される。例えば、複数の提示部の何れか一つによって指示力が与えられた場合に、それに反する力を乗員が提示部に与えた場合に、予め定めた操作を行う指示を出力部によって出力するので、直感的な操作が可能となる。従って、位置情報を直感的に力覚提示し、提示された情報に対して直感的な操作が可能な入力装置を提供することができる。
【0013】
なお、請求項2に記載の発明のように、車両の周辺を監視する周辺監視部を更に備え、制御部が、周辺監視部の監視結果に基づいて障害物を検出すると共に、検出した障害物の車両に対する位置を特定し、特定した位置に対応する提示部によって障害物の存在を周囲情報として提示するように提示部を制御するようにしてもよい。これにより、車両周囲の障害物の存在を提示部によって乗員に報知することができる。
【0014】
また、請求項3に記載の発明のように、複数の提示部の各々について、提示部にかかる圧力を検出する検出部と、制御部によって提示部が制御された際に、検出部による提示部についての検出結果が所定値となるように提示部による提示するための力を調整する調整部と、を更に備えるようにしてもよい。これによって、提示部によって所定の指示力で周囲情報を提示することができる。
【0015】
また、請求項4に記載の発明のように、複数の提示部の各々について、提示部にかかる圧力を検出する検出部を更に備え、出力部が、制御部の制御により提示部によって周囲情報が提示された場合に、検出部による提示部についての検出結果に基づいて乗員による操作を判断し、判断結果に応じて提示部に対して予め定められた操作を行う指示を出力するようにしてもよい。これにより、乗員の腕から提示部に対する力の付与を乗員の操作として検出部によって検出することができる。
【0016】
また、請求項5に記載の発明のように、出力部は、制御部によって制御された提示部に対して乗員から力が付与された場合に、提示部に対して予め定められた操作を行う指示を出力するようにしてもよい。これによって、提示された情報に対応する操作を直感的に行うことが可能となる。
【0017】
なお、本発明は、請求項6に記載の発明のように、コンピュータを、請求項1〜4の何れか1項に記載の入力装置の前記制御部及び前記出力部として機能させるための入力プログラムとしてもよい。
【発明の効果】
【0018】
以上説明したように本発明によれば、位置情報を直感的に力覚提示し、提示された情報に対して直感的な操作が可能な入力装置及び入力プログラムを提供することができる、という効果がある。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る入力装置の概略構成を示す図である。
【0021】
図1に示すように、本実施の形態に係る入力装置10は、乗員の両腕を前に伸ばした状態で両腕を支える支持部12の上に設けられた複数の力覚提示ユニット14を備えている。
【0022】
複数の力覚提示ユニット14は、乗員に力覚提示することにより、車両周囲の情報を提示する。本実施の形態では、
図2に示すように、車両の周囲を複数の領域に分割して、それぞれの分割領域に予め対応させた両腕の位置に各力覚提示ユニット14が設けられている。
【0023】
さらに具体的には、支持部12上における、左手の位置、左腕(例えば、手首から肘までの間)の3位置、左腕の肘部分の位置、右手の位置、右腕(例えば、手首から肘までの間)の3位置、及び右腕の肘部分の位置の合計10カ所に力覚提示ユニット14が配置されている。
【0024】
そして、左手の位置の力覚提示ユニット14は、車両前方の左側の分割領域(左前LF)に対応させ、左腕の3位置の各力覚提示ユニット14は、車両左側方の3つの分割領域(側方左前SLF、側方左中SLS、側方左後SLR)に各々対応させ、左腕の肘部分の位置の力覚提示ユニット14は、車両後方の左側の分割領域(左後LR)に対応させて、車両周囲の情報に応じて対応する力覚提示ユニット14を動作させるようになっている。
【0025】
一方、右側についても同様に、右手の位置の力覚提示ユニット14は、車両前方の右側の分割領域(右前RF)に対応させ、右腕(例えば、手首から肘までの間)の3位置の各力覚提示ユニット14は、車両右側方の3つの分割領域(側方右前SRF、側方右中SRS、側方右後SRR)に各々対応させ、右腕の肘部分(例えば、手首から肘までの間)の位置の力覚提示ユニット14は、車両後方の右側の分割領域(右後RR)に対応させて、車両周囲の情報に応じて対応する力覚提示ユニット14を動作させるようになっている。
【0026】
次に、各力覚提示ユニット14の構成について説明する。
図3は、各力覚提示ユニット14の構成を示す概略図である。
【0027】
各力覚提示ユニット14は、乗員の腕に当接して力覚提示するための当接部16を有している。当接部16には、ラックギヤ18が接続されており、ラックギヤ18によって当接部16が
図3矢印A方向に移動させることにより、乗員に力が提示される。
【0028】
ラックギヤ18は、筐体20内に設けられたモータ22によって駆動される。モータ22の回転軸にはピニオンギヤ24が設けられており、ピニオンギヤ24がラックギヤ18に咬み合っている。すなわち、モータ22が回転することによりピニオンギヤ24が回転して、ラックギヤ18が
図3矢印A方向に移動されることにより、乗員に力覚提示が可能とされている。なお、
図3に示すように、筐体20内には、2つのリミットスイッチ19が設けられ、ラックギヤ18には、ストッパ18aが設けられている。すなわち、ラックギヤ18が移動してストッパ18aがリミットスイッチ19に当たることにより、モータ22の回転が停止するようになっている。
【0029】
また、力覚提示ユニット14の当接部16には、圧力センサ26が設けられている。圧力センサ26は、乗員の腕に当接したときの圧力を検出して、力覚提示する際に、予め定めた圧力の力が付与されているか否かを検出する。また、圧力センサ26は、乗員の操作によって当接部16が押圧された場合にその圧力も検出する。
【0030】
続いて、本実施の形態に係る入力装置10の制御系の構成について説明する。
図4は、本実施の形態に係る入力装置10の制御系の構成を示すブロック図である。
【0031】
入力装置10は、
図4に示すように、入力装置10を統括的に制御するための制御装置30を備えている。本実施の形態では、制御装置30は、車両右側の周囲情報を提示するように右腕に対応する力覚提示ユニット14を制御し、車両左側の周囲情報を提示するように左腕に対応する力覚提示ユニット14を制御し、かつ複数の力覚提示ユニット14のうち前に位置するものほど前側の周囲情報を提示し、後ろに位置するものほど後側の周囲情報を提示するように力覚提示ユニット14を制御するようになっている。
【0032】
詳細には、制御装置30は、CPU30A、ROM30B、RAM30C、及びI/O(入出力インターフェース)30Dがバス30Eに接続されたコンピュータで構成されている。
【0033】
I/O30Dには、周辺撮影カメラ32、複数の力覚提示ユニット14、及び操作系ECU(electronic control unit)34が接続されている。なお、
図4では、力覚提示ユニット14は、簡略化して1つのみを示す。
【0034】
力覚提示ユニット14は、モータ22を駆動するための駆動ドライバ36を有しており、駆動ドライバ36にモータ22及び圧力センサ26が接続されている。
【0035】
周辺撮影カメラ32は、車両の周辺を撮影し、撮影結果を制御装置30に出力する。本実施の形態では、周辺撮影カメラ32は、複数設けられている。すなわち、
図2に示す各分割領域を撮影可能な位置に周辺撮影カメラ32が設けられて、各分割領域を含む撮影範囲で撮影が行われる。
【0036】
また、操作系ECU30は、例えば、図示しない電動パワーステアリング等を制御して、車両の操舵等を制御する。なお、操作系ECU30は、本実施の形態では、自動運転等で適用される技術を適用することができるので詳細な説明を省略する。
【0037】
また、制御装置30は、周辺撮影カメラ32の撮影結果に基づいて障害物を検出し、検出結果に基づいて力覚提示ユニット14を制御するようになっている。例えば、制御装置30は、時系列の撮影画像の差分等を求めることにより、車両に近づく障害物を検出する。そして、車両に近づく障害物が検出された場合に、対応する位置の力覚提示ユニット14を制御して乗員に力覚提示することにより、障害物の接近を報知する。車両周辺の各分割領域と、各力覚提示ユニット14との対応関係は、予め定めてROM30B等に記憶しておく。
【0038】
具体的には、
図5に示すように、走行中に車両にボール等の障害物38が近づいている場合、制御装置30は、周辺撮影カメラ32の撮影画像から当該障害物38を検出する。このとき、障害物38の方向や車両に対する位置を特定する。すなわち、障害物の車両に対する位置が
図2に示す分割領域のうちどの領域であるかを特定する。そして、制御装置30が、特定した分割領域に対応する力覚提示ユニット14を制御することにより、所定の力を乗員の腕に付与して力を提示する。これにより、乗員に対して障害物38の接近を報知することができる。
【0039】
また、本実施形態では、制御装置30が、力覚提示ユニット14による乗員への力覚提示に対して乗員が操作(例えば、力覚提示ユニット14に対向した力を力覚提示ユニット14へ付与する操作)がなされたか否かを圧力センサ26の検出結果、或いは、モータ22の回転位置等に基づいて検出するようになっている。そして、乗員による操作を検出した場合には、障害物を回避する操作であると判断して、車両の操作系ECU30へ操作指示を出力する。これにより、操作系ECU30が、電動パワーステアリング等を制御することで、操作系ECU34が、例えば、
図5の矢印Bで示す方向へ車両の操舵を行うように制御することで障害物回避することが可能となる。
【0040】
次に、駆動ドライバ36の機能について説明する。
図6は、駆動ドライバ36の機能を説明するための機能ブロック図である。
【0041】
駆動ドライバ36は、
図6に示すように、調整部40、PWM信号生成部42、モータ駆動部44、及減算器48を備えている。
【0042】
駆動ドライバ36は、制御装置30から指示力が提示されると、調整部40により指示力に対応するモータ22の駆動量を算出する。
【0043】
PWM信号生成部42では、調整部40が算出した駆動力に対応するPWM信号を生成する。そして、モータ駆動部44は、PWM信号生成部42が生成したPWM信号によってモータ22を駆動することにより、力覚提示ユニット14によって乗員に対して力の提示を行う。
【0044】
ここで、圧力センサ26が、当接部16と乗員の腕との間の圧力を検出して、減算器48を介して調整部40へフィードバックする。すなわち、減算器48は、指示力と圧力センサ26の検出結果との差分を算出する。そして、調整部40が減算器48からの出力に基づいて調整量を算出することにより、圧力センサ26の検出値が所定の圧力となるように、フィードバック制御を行う。これにより、力覚提示ユニット14によって乗員に対して所定の力が提示される。
【0045】
また、本実施の形態では、操作認識アルゴリズム46を備えている。操作認識アルゴリズム46は、減算器48の出力(指示力と、圧力センサ26の検出値に基づく力との差分)に基づいて、乗員による操作が行われたか否かを判断する。例えば、減算器48で算出した差分値がプラス(+)の場合(圧力センサ26の検出値の方が大きい場合)はドライバの入力(操作)であると判定し、マイナス(−)の場合(圧力センサ26の検出値の方が小さい場合)は提示力の不足或いはドライバの入力拒否であると判定する。なお、操作認識アルゴリズム46は、駆動ドライバ36に含まれる構成としてもよいし、制御装置30に含まれる構成としてもよい。また、操作認識アルゴリズム46は、プログラムを実行する構成としてもよいし、ハードウエアで実行する構成としてもよい。
【0046】
続いて、上述のように構成された本実施の形態に係る入力装置10における制御装置30で行われる具体的な処理について説明する。
図7は、本実施の形態に係る入力装置10における制御装置30で行われる処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【0047】
ステップ100では、周辺撮影カメラ32による撮影結果を制御装置30が取得してステップ102へ移行する。
【0048】
ステップ102では、制御装置30が障害物を検出した否か判定する。該判定は、撮影結果に基づいて車両周辺に障害物があるか否かを判定し、判定が肯定された場合にはステップ104へ移行し、否定された場合にはステップ118へ移行する。
【0049】
ステップ104では、制御装置30は、障害物の位置に対応する力覚提示ユニット14を特定してステップ106へ移行する。すなわち、制御装置30は、
図2に示す分割領域のうちどの領域に障害物があるかを特定し、特定した分割領域に対応する力覚提示ユニット14を特定する。
【0050】
ステップ106では、制御装置30は、特定された力覚提示ユニット14のモータ22を駆動してステップ108へ移行する。すなわち、制御装置30は、特定した力覚提示ユニット14の駆動ドライバ36に対して指示力を付与する指示を行う。これによって駆動ドライバ36が指示力を付与すべく、調整部40により指示力に対応するモータ22の駆動量を算出する。そして、算出した駆動力に対応するPWM信号をPWM信号生成部42が生成して、モータ駆動部44が、生成されたPWM信号によってモータ22を駆動する。これにより、力覚提示ユニット14によって乗員の腕に対して力の提示を行われるので、障害物の存在する方向を乗員が認識することができる。
【0051】
ステップ108では、圧力センサ26によって圧力を検出してステップ110へ移行する。すなわち、提示された力が圧力センサ26によって検出される。このとき、駆動ドライバ36は、圧力センサ26の値が所定値となるモータ22の駆動量を算出してモータ22を駆動することにより、提示する力の大きさが所定値となるように制御する。これにより、力覚提示ユニット14から乗員に対して一定の指示力で情報が提示される。
【0052】
ステップ110では、制御装置30が、力覚提示ユニット14への操作を検出してステップ112へ移行する。すなわち、駆動ドライバ36の操作認識アルゴリズム46によって、減算器48の出力(指示力と、圧力センサ26の検出値に基づく力との差分値)がプラス(+)の場合はドライバの入力(操作)であるか否かを判定する。差分値がマイナス(−)の場合は提示力の不足或いはドライバの入力拒否であると判定する。なお、力覚提示ユニット14への操作の検出は、例えば、提示する力の大きさが所定値に調整されてから所定時間経過後等に行う。
【0053】
次にステップ112では、制御装置30は検出した操作に対応する処理要求を操作系ECU30に行ってステップ114へ移行する。すなわち、指示力と、圧力センサ26の検出値に基づく力との差分値が圧力センサ26の検出値の方が大きい場合には、乗員による障害物の回避操作が行われたものと判断して、操作系ECU30に対して回避指示を行うことにより、障害物の回避操作を行う。また、圧力センサ26の検出値の方が小さい場合には、乗員による操作拒否であると判断して、何もせずそのまま次のステップへ移行する。
【0054】
ステップ114では、制御装置30が処理の終了であるか否かを判定する。該判定は、例えば、本処理を終了する指示がなされたか否か、或いは電源オフが指示されたか否か等を判定する。判定が肯定が否定された場合にはステップ100に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところで一連の処理を終了する。
【0055】
以上のように制御装置30による制御を行うことにより、例えば、
図8に示すように車両の側方左側の分割領域に対応する方向から障害物(ボール)38が近づいてきた場合に、周辺撮影カメラ32の撮影結果からボールを検出して、ボールの位置が側方左前の分割領域であることを特定することができる。そして、特定された分割領域に対応する力覚提示ユニット14を特定して駆動することにより、乗員の腕に対して力覚提示ユニット14によって力を提示する。これによって乗員は、障害物の接近を確認することができる。このとき、車両の周辺の分割領域と、力覚提示ユニット14とが予め対応付けられて駆動されるので、
図8で示すように、駆動された力覚提示ユニット14から直感的に障害物の方向を乗員が確認することが可能となる。
【0056】
また、本実施の形態では、力覚提示ユニット14に対して乗員が操作を行うことで、障害物の回避操作指示を行うことができるので、回避操作についても直感的に行うことができる。
【0057】
なお、上記の実施の形態における制御装置30で行われる処理は、ハードウエアで行う処理としてもよいし、プログラムを実行することによって行うソフトエアで行われる処理としてもよい。ソフトウエアで行われる処理の場合には、
図7で示す処理をプログラムとして記憶媒体に記憶させて流通させるようにしてもよい。
【0058】
また、上記の実施の形態では、乗員の両腕を前に伸ばした状態で両腕を支える支持部12に各々車両の周囲に対応して設けられた、車両の周囲情報を提示するための指示力を乗員の腕に与える複数の力覚提示ユニット14を設けた例を説明したが、両腕に限るものではない。例えば、片腕の左側と右側に当接して複数の力覚提示ユニット14を設けるようにしてもよい。或いは、両腕の代わりに両足に当接して複数の力覚提示ユニット14を設けるようにしてもよい。
【0059】
また、上記の実施の形態では、乗員の両腕を支持部12によって支持し、支持部12の上に複数の力覚提示ユニット14を設けた例を説明したが、これに限るものではない。例えば、
図9に示すように、力覚提示ユニット14によって乗員の両腕を支持するようにしてもよい。
【0060】
また、上記の実施の形態では、周辺撮影カメラ32によって車両の周辺を監視して、監視結果に基づいて障害物を検出するようにしたが、これに限るものではない。例えば、レーザレーダ、電波レーダ、超音波センサ等によって車両の周辺を監視して、監視結果に基づいて障害物を検出するようにしてもよい。